(57)【要約】［課題］太陽電池の励起発光現象を利用した暗室を有しない太陽電池の欠陥検査装置、欠陥検査方法、およびプログラムを提供する。［解決手段］欠陥検査装置１００は、検査対象の太陽電池１１０を励起発光させるべく、検査対象の太陽電池１１０に順方向の電圧を印加する電源手段１０２と、検査対象の太陽電池１１０の画像を撮像する撮像手段１０４と、撮像手段１０４によって撮像された画像を処理する画像処理手段１０８と、画像処理手段１０８によって処理された画像を出力する出力手段１４８と、を備える。撮像手段１０４は、検査対象の太陽電池１１０の励起発光光の波長帯域近傍の光を透過させる光学フィルタ１２と、光学フィルタ１２を透過した光を可視光に変換する光電イメージ変換素子１３と、光電イメージ変換素子１３によって変換された可視光を撮像面に結像させて、検査対象の太陽電池１１０の励起発光した状態の画像を撮像する撮像素子１３２と、を備える。
2011016420.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象の太陽電池を励起発光させるべく、前記検査対象の太陽電池に順方向の電圧を印加する電源手段と、
前記検査対象の太陽電池の画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段によって撮像された画像を処理する画像処理手段と、
前記画像処理手段によって処理された画像を出力する出力手段と、を備え、
前記撮像手段は、
前記検査対象の太陽電池の励起発光光の波長帯域近傍の光を透過させる光学フィルタと、
前記光学フィルタを透過した光を可視光に変換する光電イメージ変換素子と、
前記光電イメージ変換素子によって変換された可視光を撮像面に結像させて、前記検査対象の太陽電池の励起発光した状態の画像を撮像する撮像素子と、を備えることを特徴とする太陽電池の欠陥検査装置。
【請求項２】
前記撮像手段は、前記励起発光している状態の検査対象の太陽電池の第１画像と、励起発光していない状態の検査対象の太陽電池の第２画像とを撮像し、
前記画像処理手段は、前記第１画像の明るさと前記第２画像の明るさとの差分を画素ごとに検出することにより、バックグランド光を除去した検査対象の太陽電池の励起発光している状態の画像を生成する、ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池の欠陥検査装置。
【請求項３】
前記検査対象の太陽電池が十分に励起発光する所定のタイミングに合わせて前記撮像手段に前記検査対象の太陽電池の画像を撮像させるタイミング制御手段をさらに備える、ことを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池の欠陥検査装置。
【請求項４】
前記画像処理手段及び前記タイミング制御手段の少なくとも１つは、コンピューターにより実現される、ことを特徴と摺る請求項３に記載の太陽電池の欠陥検査装置。
【請求項５】
前記光学フィルタは、シャープカットオフフィルタおよびワイドバンドパスフィルタの少なくとも１つにより実現される、ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の太陽電池の欠陥検査装置。
【請求項６】
検査対象の太陽電池を載置する段階と、
前記検査対象の太陽電池を励起発光させるべく、前記検査対象の太陽電池に順方向の電圧を印加する段階と、
光学フィルタを用いて、前記検査対象の太陽電池の励起発光光の波長帯域近傍の光を透過させる段階と、
光電イメージ変換素子を用いて、前記光学フィルタを透過した光を可視光に変換する段階と、
撮像手段を用いて、前記光電イメージ変換素子によって変換された可視光を撮像面に結像させて、前記検査対象の太陽電池の励起発光した状態の画像を撮像する段階と、
前記撮像手段によって撮像された画像を表示する段階と、を備えることを特徴とする太陽電池の欠陥検査方法。
【請求項７】
前記撮像手段を用いて、前記励起発光している状態の検査対象の太陽電池の第１画像と、励起発光していない状態の検査対象の太陽電池の第２画像とを撮像する段階と、
前記第１画像の明るさと前記第２画像の明るさとの差分を画素ごとに検出することにより、バックグランド光を除去した検査対象の太陽電池の励起発光している状態の画像を生成する段階と、を備えることを特徴とする請求項６に記載の太陽電池の欠陥検査方法。
【請求項８】
前記検査対象の太陽電池が十分に励起発光する所定のタイミングに合わせて前記撮像手段に前記検査対象の太陽電池の画像を撮像させる段階をさらに備える、ことを特徴とする請求項６または７に記載の太陽電池の欠陥検査方法。
【請求項９】
検査対象の太陽電池を励起発光させるべく、前記検査対象の太陽電池に順方向の電圧を印加する電源手段と、
前記検査対象の太陽電池の画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段によって撮像された画像を処理する画像処理手段と、
前記画像処理手段によって処理された画像を出力する出力手段と、を備え、
前記画像処理手段は、励起発光していない状態の太陽電池の第１画像と励起発光している状態の太陽電池の第２画像との差分をとることにより差分画像を生成し、生成した差分画像を処理することにより、励起発光しない欠陥部分を強調したモニタ画像を生成することを特徴とする太陽電池の欠陥検査装置。
【請求項１０】
前記画像処理手段は、
前記差分画像のノイズを除去するノイズ除去手段と、
前記差分画像のコントラストを強調するコントラスト強調手段と、を備える、ことを特徴とする請求項９に記載の太陽電池の欠陥検査装置。
【請求項１１】
前記画像処理手段は、前記モニタ画像における輝度が第１所定値よりも小さい部分の面積を前記欠陥部分の面積として算出し、前記欠陥部分の面積が第１閾値よりも大きい場合に、前記検査対象の太陽電池を不良品であると判定する、ことを特徴とする請求項９または１０に記載の太陽電池の欠陥検査装置。
【請求項１２】
前記画像処理手段は、前記検査対象の太陽電池が不良品と判定された場合に、前記モニタ画像における輝度が前記第１所定値よりも小さい第２所定値と前記第１所定値との間にある臨界部の面積を算出し、前記臨界部の面積が前記第１閾値よりも小さい第２閾値よりも大きい場合に、前記不良品と判定した太陽電池を準良品と判定する、ことを特徴とする請求項１１に記載の太陽電池の欠陥検査装置。
【請求項１３】
前記画像処理手段の判定結果を格納する記憶手段をさらに備える、ことを特徴とする請求項１１または１２に記載の太陽電池の欠陥検査装置。
【請求項１４】
前記出力手段は、前記欠陥部と前記臨界部とをそれぞれ異なる色で出力する、請求項１２に記載の太陽電池の欠陥検査装置。
【請求項１５】
励起発光していない状態の太陽電池の第１画像を取得する段階と、
前記検査対象の太陽電池に順方向の電圧を印加することにより、励起発光している状態の太陽電池の第２画像を取得する段階と、
前記第１画像と前記第２画像との差分をとることにより差分画像を生成する段階と、
前記生成した差分画像を処理することにより、励起発光しない欠陥部分を強調したモニタ画像を生成する段階と、を備えることを特徴とする太陽電池の欠陥検査方法。
【請求項１６】
励起発光していない状態の太陽電池の第１画像を取得する段階と、
前記検査対象の太陽電池に順方向の電圧を印加することにより、励起発光している状態の太陽電池の第２画像を取得する段階と、
前記第１画像と前記第２画像との差分をとることにより差分画像を生成する段階と、
前記生成した差分画像を処理することにより、励起発光しない欠陥部分を強調したモニタ画像を生成する段階と、をコンピューターに実行させるためのプログラム。
【請求項１７】
検査対象の太陽電池を励起発光させるべく、前記検査対象の太陽電池に順方向の電圧を印加する電源手段と、
前記検査対象の太陽電池の画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段によって撮像された画像を処理する画像処理手段と、
前記画像処理手段によって処理された画像を出力する出力手段と、を備え、
前記画像処理手段は、
励起発光している状態の太陽電池の画像にフーリエ変換処理を施すことにより、前記太陽電池の画像を周波数領域のデータとして表現した第１周波数領域データに変換するフーリエ変換手段と、
前記第１周波数領域データに所定のフィルタリング処理を施すことにより、前記第１周波数領域データにおける周期性のある周波数成分が低減された第２周波数領域データを生成するフィルタリング手段と、
前記第２周波数領域データにフーリエ逆変換処理を施すことにより、前記モニタ画像を生成するフーリエ逆変換手段と、を備えることを特徴とする太陽電池の欠陥検査装置。
【請求項１８】
前記画像処理手段は、前記第２周波数領域データのノイズを低減し、連続する暗部を強調することにより、第３周波数領域データを生成する強調手段をさらに備え、
前記フーリエ逆変換手段は、前記第３周波数領域データにフーリエ逆変換処理を施すことにより、前記モニタ画像を生成する、ことを特徴とする請求項１７に記載の太陽電池の欠陥検査装置。
【請求項１９】
前記画像処理手段は、前記モニタ画像における輝度が第１所定値よりも小さい部分の面積を前記欠陥部分の面積として算出し、前記欠陥部分の面積が第１閾値よりも大きい場合に、前記検査対象の太陽電池を不良品であると判定する、ことを特徴とする請求項１７または１８に記載の太陽電池の欠陥検査装置。
【請求項２０】
前記画像処理手段は、前記検査対象の太陽電池が不良品と判定された場合に、前記モニタ画像における輝度が前記第１所定値よりも小さい第２所定値と前記第１所定値との間にある臨界部の面積を算出し、前記臨界部の面積が前記第１閾値よりも小さい第２閾値よりも大きい場合に、前記不良品と判定した太陽電池を準良品と判定する、ことを特徴とする請求項１９に記載の太陽電池の欠陥検査装置。
【請求項２１】
前記画像処理手段の判定結果を格納する記憶手段をさらに備える、ことを特徴とする請求項１９または２０に記載の太陽電池の欠陥検査装置。
【請求項２２】
前記出力手段は、前記欠陥部と前記臨界部とをそれぞれ異なる色で出力する、ことを特徴とする請求項２０に記載の太陽電池の欠陥検査装置。
【請求項２３】
前記画像処理手段は、
励起発光していない状態の太陽電池の第１画像と励起発光している状態の太陽電池の第２画像との差分をとることにより差分画像を生成する差分画像生成手段をさらに備え、
前記フーリエ変換手段は、前記差分画像にフーリエ変換処理を施すことにより、前記差分画像を前記第１周波数領域データに変換する、ことを特徴とする請求項１７乃至２２に記載の太陽電池の欠陥検査装置。
【請求項２４】
前記画像処理手段は、
励起発光している状態の太陽電池の画像にフーリエ変換処理を施すことにより、前記太陽電池の画像を周波数領域のデータとして表現した第１周波数領域データの画像に変換する変換手段と、
前記第１周波数領域データの画像の中で、周期性のある成分が集中している領域の位置を抽出する抽出手段と、
前記抽出された位置を中心として所定のオフセット幅を持つ領域内の成分を除去可能なフィルタを生成するフィルタ生成手段と、
前記第１周波数領域データに前記フィルタをかけることにより、前記第２周波数領域データを生成する周波数領域データ生成手段と、を備える、ことを特徴とする請求項１７乃至２２のいずれか１項に記載の太陽電池の欠陥検査装置。
【請求項２５】
前記変換手段は、前記差分画像にフーリエ変換処理を施すことにより、前記差分画像を前記第１周波数領域データに変換する、ことを特徴とする請求項２４に記載の太陽電池の欠陥検査装置。
【請求項２６】
前記周波数変換手段により変換された前記第１周波数領域データは、所定の対称軸に対して線対称なデータであり、
前記抽出手段は、前記第１周波数領域データから、前記対称軸に対して片側の画像の中で、周期性のある成分が集中している領域の位置を抽出する、ことを特徴とする請求項２４または２５に記載の太陽電池の欠陥検査装置。
【請求項２７】
前記周期性のある成分は、前記太陽電池に一定間隔で配置されたフィンガー電極に対応する、ことを特徴とする請求項２４乃至２６の何れか１項に記載の太陽電池の欠陥検査装置。
【請求項２８】
励起発光している状態の太陽電池の画像にフーリエ変換処理を施すことにより、前記太陽電池の画像を周波数領域のデータとして表現した第１周波数領域データに変換する段階と、
前記第１周波数領域データに所定のフィルタリング処理を施すことにより、前記第１周波数領域データにおける周期性のある周波数成分が低減された第２周波数領域データを生成する段階と、
前記第２周波数領域データにフーリエ逆変換処理を施すことにより、前記モニタ画像を生成する段階と、を備えることを特徴とする太陽電池の欠陥検査方法。
【請求項２９】
励起発光している状態の太陽電池の画像にフーリエ変換処理を施すことにより、前記太陽電池の画像を周波数領域のデータとして表現した第１周波数領域データに変換する段階と、
前記第１周波数領域データに所定のフィルタリング処理を施すことにより、前記第１周波数領域データにおける周期性のある周波数成分が低減された第２周波数領域データを生成する段階と、
前記第２周波数領域データにフーリエ逆変換処理を施すことにより、前記モニタ画像を生成する段階と、をコンピューターに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池を励起発光させて、その発光光によって太陽電池の欠陥を検査する太陽電池の欠陥検査装置、その欠陥検査方法、およびその欠陥検査方法をコンピューターに実行させるためのプログラムに関する。【０００２】
特に、本発明は、遮光された暗室を備えることなく、通常の明るさの環境の中で太陽電池の発光光で太陽電池の欠陥を検査することができる太陽電池の欠陥検査装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
従前においては、太陽電池あるいは太陽電池ストリングあるいは太陽電池モジュールの検査では、目視により太陽電池表面にクラックがあるか否かを検査していた。【０００４】
ここで「太陽電池」は太陽電池セルと呼ばれる一枚の太陽電池をいい、「太陽電池ストリング」は太陽電池セルを複数枚直列的に接続したものをいい、「太陽電池モジュール」は太陽電池セルを複数枚直列および並列的に接続して必要な電圧と電流を得られるようにしたものをいう。しかしながら、いずれの場合も検査は最終的には個々の太陽電池セルについて行うものである。したがって、本明細書で「太陽電池を検査する」という場合は、その対象は太陽電池セル、太陽電池ストリング、太陽電池モジュールのいずれも含む。【０００５】
特許文献１は、太陽電池に順方向の電流を流すことにより太陽電池が励起発光する現象（以下、「励起発光現象」という）を利用して、太陽電池の欠陥を検査する技術を開示している。すなわち、特許文献１は、クラック等の欠陥がある部位は電流が流れないため正常な部分より暗くなり、短絡等の欠陥がある部位は電流がより多く流れるため正常な部分より明るくなる現象を利用して、太陽電池の欠陥を検査する、という技術を開示している。【０００６】
具体的には、特許文献１は、検査対象の太陽電池に順方向の電流を流して太陽電池を発光させ、発光した該太陽電池の画像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラで撮像して、撮像した画像をコンピューターに取り込むとともに、欠陥がない基準太陽電池を同様に発光させ、発光した基準太陽電池の基準画像をＣＣＤカメラで撮像して、撮像した基準画像をコンピューターに取り込み、それらの２つの画像の差分をとり、一定の閾値より暗い部位または明るい部位を欠陥の可能性がある部位として強調表示して、検査員に欠陥の有無を判定させる技術を開示している。また、特許文献１は、上記検査員に欠陥の有無を判定させる代わりに、欠陥の可能性がある部位の暗い画素数あるいは明るい画素数によって欠陥の有無をコンピューターが自動判定する技術も併せて開示している。【０００７】
一方、特許文献２は、特許文献１と同様に、太陽電池に電流を流した場合のＥＬ（Electro- Luminescence）光を利用して欠陥を検査する技術を開示している。ＥＬ光が微弱な光であるため、ＥＬ光を検出するには検査対象の太陽電池および検査装置の全体を覆う大型の暗室が必要であるという問題点を解決する手法を、特許文献２は提案している。【０００８】
具体的には、特許文献２は、上面に検査対象の太陽電池を載置する透明板を有する暗室を有し、その暗室にカメラやカメラ駆動機構等を格納し、検査対象の太陽電池をその暗室の透明板上に置き、検査対象の太陽電池の画像を透明板の下方からカメラで撮像する太陽電池の検査装置を開示している。【０００９】
特許文献２の技術によれば、検査対象の太陽電池を暗室に格納する必要がないので、暗室を小型化することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−２６１１３号公報
【特許文献２】特許第４１５３０２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述した説明でもわかるように、太陽電池に可視光や近赤外光等を照射し、あるいは、ＥＬやＰＬ（Photo Luminescence）等によりＰＮ接合部を電子や光子で励起し、励起子の固体内エネルギーバンド遷移放射光を撮像した画像により、太陽電池の欠陥の検出を行う技術は従来から提案されていた。【００１２】
しかしながら、ＥＬやＰＬ等による励起発光の放射光は微弱である。特許文献１には、太陽電池を発光させて太陽電池の画像を撮像する際に用いられる暗室については記述がないが、太陽電池を発光させた際の発光光が微弱であるため、発光している太陽電池の画像を撮像する際に、検査対象の太陽電池と、太陽電池の画像を撮像するカメラを取り囲む暗室が必要であることは明らかである。【００１３】
上記暗室は、外部の光の進入を防止して微弱な太陽電池の発光光を撮影できるようにするため、構造が緻密なものでなければならず、かつ、検査対象の太陽電池を断続的に搬入または搬出しなければならない。したがって、暗室の搬出入口の構造が複雑にならざるを得ない。【００１４】
このため、従来、太陽電池の検査装置全体が大型化かつ複雑化するという問題があった。【００１５】
これに対して、特許文献２は小型の暗室を有する太陽電池の検査装置を提案している。【００１６】
確かに、特許文献２の発明によれば、暗室が検査対象の太陽電池を収納する必要がないため、検査対象の太陽電池を収納しなければならない従来の暗室に比べて、暗室を小型化することができる。【００１７】
また、特許文献２の発明によれば、検査対象の太陽電池を暗室の上面に設けられた透明板に載置すればよいため、太陽電池を暗室に搬入または搬出するための複雑な搬出入口の構造が不要となる。【００１８】
しかしながら、特許文献２では、暗室の上面に設けられた透明板から外光が暗室に進入する可能性があったため、暗室に進入する外光を遮蔽する遮光手段が設けられていた。その遮光手段は、検査対象の太陽電池が大型で透明板の全面を隙間なく覆うという特別な場合を除き、通常の検査では必須であった。【００１９】
また、特許文献２の暗室は、太陽電池を搬入する必要がないため、従来の暗室より小型化することができたとはいえ、検査対象の太陽電池を走査できるように暗室内にカメラとその駆動機構等を収納しなければならない。したがって、依然として大型の箱状の暗室を設置しなければならなかった。このため、太陽電池の検査装置の全体が大型化することを防止することができなかった。【００２０】
ところで、太陽電池の欠陥検査装置において、暗室そのものがなくなれば、太陽電池の欠陥検査装置が小型化できるばかりでなく、太陽電池の欠陥検査装置の配置が自由になり、ベルトコンベア等を含めて太陽電池の製造装置全体のレイアウトが自由になるという利点を有することは明らかである。【００２１】
そこで、本発明が解決しようとする一つの課題は、暗室を有しない太陽電池の励起発光現象を利用した太陽電池の欠陥検査装置およびその欠陥検査方法を提供することにある。【００２２】
また、従来の技術は、太陽電池の励起発光光が微弱であるため、十分な露光量を得るのに時間がかかり、その間に試料の温度が上昇し、撮像中に太陽電池の画像そのものが劣化してしまい、欠陥の画像がぼやけて欠陥の検出率が低下する問題があった。【００２３】
特に、複数の太陽電池を含む太陽電池ストリングまたは太陽電池モジュールにＥＬ光を撮像する場合は、欠陥の検出率の低下が顕著であった。【００２４】
一方、太陽電池に供給する電流を大きくすれば、短時間で強いＥＬ光が得られるが、電流が大きい分短時間で温度が上昇してしまうという問題があった。【００２５】
そこで、本発明が解決しようとする一つの課題は、太陽電池の発熱を最小限に抑え、かつ、印加する電流を大きくして鮮明な欠陥部位画像を得られるようにした太陽電池の欠陥検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明に係る太陽電池の欠陥検査装置は、
検査対象の太陽電池を励起発光させるべく、前記検査対象の太陽電池に順方向の電圧を印加する電源手段と、
前記検査対象の太陽電池の画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段によって撮像された画像を処理する画像処理手段と、
前記画像処理手段によって処理された画像を出力する出力手段と、を備え、
前記撮像手段は、
前記検査対象の太陽電池の励起発光光の波長帯域近傍の光を透過させる光学フィルタと、
前記光学フィルタを透過した光を可視光に変換する光電イメージ変換素子と、
前記光電イメージ変換素子によって変換された可視光を撮像面に結像させて、前記検査対象の太陽電池の励起発光した状態の画像を撮像する撮像素子と、を備える。【００２７】
また、本発明に係る太陽電池の欠陥検査方法は、
検査対象の太陽電池を載置する段階と、
前記検査対象の太陽電池を励起発光させるべく、前記検査対象の太陽電池に順方向の電圧を印加する段階と、
光学フィルタを用いて、前記検査対象の太陽電池の励起発光光の波長帯域近傍の光を透過させる段階と、
光電イメージ変換素子を用いて、前記光学フィルタを透過した光を可視光に変換する段階と、
撮像手段を用いて、前記光電イメージ変換素子によって変換された可視光を撮像面に結像させて、前記検査対象の太陽電池の励起発光した状態の画像を撮像する段階と、
前記撮像手段によって撮像された画像を表示する段階と、を備える。【００２８】
また、本発明に係る太陽電池の欠陥検査装置は、
検査対象の太陽電池を励起発光させるべく、前記検査対象の太陽電池に順方向の電圧を印加する電源手段と、
前記検査対象の太陽電池の画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段によって撮像された画像を処理する画像処理手段と、
前記画像処理手段によって処理された画像を出力する出力手段と、を備え、
前記画像処理手段は、励起発光していない状態の太陽電池の第１画像と励起発光している状態の太陽電池の第２画像との差分をとることにより差分画像を生成し、生成した差分画像を処理することにより、励起発光しない欠陥部分を強調したモニタ画像を生成する。【００２９】
また、本発明に係る太陽電池の欠陥検査方法は、
励起発光していない状態の太陽電池の第１画像を取得する段階と、
前記検査対象の太陽電池に順方向の電圧を印加することにより、励起発光している状態の太陽電池の第２画像を取得する段階と、
前記第１画像と前記第２画像との差分をとることにより差分画像を生成する段階と、
前記生成した差分画像を処理することにより、励起発光しない欠陥部分を強調したモニタ画像を生成する段階と、を備える。【００３０】
また、本発明に係るプログラムは、
励起発光していない状態の太陽電池の第１画像を取得する段階と、
前記検査対象の太陽電池に順方向の電圧を印加することにより、励起発光している状態の太陽電池の第２画像を取得する段階と、
前記第１画像と前記第２画像との差分をとることにより差分画像を生成する段階と、
前記生成した差分画像を処理することにより、励起発光しない欠陥部分を強調したモニタ画像を生成する段階と、をコンピューターに実行させる。【００３１】
また、本発明に係る太陽電池の欠陥検査装置は、
検査対象の太陽電池を励起発光させるべく、前記検査対象の太陽電池に順方向の電圧を印加する電源手段と、
前記検査対象の太陽電池の画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段によって撮像された画像を処理する画像処理手段と、
前記画像処理手段によって処理された画像を出力する出力手段と、を備え、
前記画像処理手段は、
励起発光している状態の太陽電池の画像にフーリエ変換処理を施すことにより、前記太陽電池の画像を周波数領域のデータとして表現した第１周波数領域データに変換するフーリエ変換手段と、
前記第１周波数領域データに所定のフィルタリング処理を施すことにより、前記第１周波数領域データにおける周期性のある周波数成分が低減された第２周波数領域データを生成するフィルタリング手段と、
前記第２周波数領域データにフーリエ逆変換処理を施すことにより、前記モニタ画像を生成するフーリエ逆変換手段と、を備える。【００３２】
本発明に係る太陽電池の欠陥検査方法は、
励起発光している状態の太陽電池の画像にフーリエ変換処理を施すことにより、前記太陽電池の画像を周波数領域のデータとして表現した第１周波数領域データに変換する段階と、
前記第１周波数領域データに所定のフィルタリング処理を施すことにより、前記第１周波数領域データにおける周期性のある周波数成分が低減された第２周波数領域データを生成する段階と、
前記第２周波数領域データにフーリエ逆変換処理を施すことにより、前記モニタ画像を生成する段階と、を備える。【００３３】
また、本発明に係るプログラムは、
励起発光している状態の太陽電池の画像にフーリエ変換処理を施すことにより、前記太陽電池の画像を周波数領域のデータとして表現した第１周波数領域データに変換する段階と、
前記第１周波数領域データに所定のフィルタリング処理を施すことにより、前記第１周波数領域データにおける周期性のある周波数成分が低減された第２周波数領域データを生成する段階と、
前記第２周波数領域データにフーリエ逆変換処理を施すことにより、前記モニタ画像を生成する段階と、をコンピューターに実行させる。
【発明の効果】
【００３４】
一般に、太陽電池は、励起発光すると、その励起発光光の波長は近赤外光の狭い波長帯域にある。【００３５】
通常のＣＣＤカメラあるいはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）カメラは、近赤外光の波長帯域の光はほとんど撮影できず、主に可視光を撮影する。したがって、従来では、通常の環境下の可視光を遮断して太陽電池の微弱な発光光を撮像するために、通例、暗室内で撮像が行われていた。【００３６】
これに対して、本発明による太陽電池の欠陥検査装置は、通常の明るさの環境下で検査対象の太陽電池が励起発光している状態で、光学フィルタにより検査対象の太陽電池の励起発光光の波長帯域近傍の近赤外光を透過させ、次に、光学フィルタを透過した近赤外光を光電イメージ変換素子により、通常の可視光波長帯域の画像を撮像するカメラで撮像可能な光に変換し、最後に、撮像可能な光に変換された検査対象の太陽電池の画像を撮像するようにする。【００３７】
光学フィルタが欠陥検出に必要な励起発光光の波長帯域近傍の近赤外光のみを透過し、かつ、光電イメージ変換素子が光学フィルタを透過した近赤外光を撮像可能な可視光帯域の光に変換することにより、従来では感度が殆ど無く撮像が困難であった近赤外光でも、現行のＣＣＤカメラまたはＣＭＯＳカメラによって励起発光している検査対象の太陽電池の画像を撮像することができる。【００３８】
このように、本発明によれば、光学フィルタにより可視光を遮断することにより、暗室を省略することができる。これにより、太陽電池の欠陥検査装置を小型かつ簡単な構造にすることができる。【００３９】
また、本発明の一つによれば、撮像手段によって、検査対象の同一太陽電池を同一の環境下で、励起発光している画像と、励起発光していない画像と、を撮像し、撮像した画像をデジタル化することによって画像データを生成して、検査対象の太陽電池の励起発光している画像の各画素の明るさから、励起発光していない画像の各画素の明るさを減じることにより、バックグランド光を除去した検査対象の太陽電池の励起発光している画像を生成する。【００４０】
従来、光学フィルタは、可視光帯域の光を遮断し、検査対象の太陽電池の励起発光光の波長帯域近傍の近赤外光を透過させることができるが、同波長帯域近傍の近赤外光であればバックグランド光として励起発光している検査対象の太陽電池の画像に写り込まれる。【００４１】
これに対して本発明によれば、励起発光していない状態の検査対象の太陽電池（すなわち、光学フィルタを透過する外部からの近赤外光）を除去するため、検査対象の太陽電池の励起発光光のみを抽出することができ、外乱の影響を低減して欠陥等が映し出された検査対象の太陽電池の画像を得ることができる。【００４２】
また、本発明の一つによれば、タイミング制御ブロックにより、または、デジタル制御により、検査対象の太陽電池に順方向の電流を流すとともに、検査対象の太陽電池が励起発光する所定のタイミングに合わせて撮像手段によって検査対象の太陽電池の画像を撮像する。【００４３】
本発明によれば、検査対象の太陽電池に順方向の電流を流すのは、撮像前の所定時間から撮像時までで足りる。このため、長時間にわたって検査対象の太陽電池に電流を流すことなく、発熱に起因する検査対象の太陽電池の画像の劣化を最小限にすることができる。【００４４】
また、短時間で電流を流すため、検査対象の太陽電池に強い励起発光光を発生させる大きい電流を流すことができ、欠陥等の情報を持つ画像をより低ノイズで生成することができる。【００４５】
また、本発明の一つによれば、光学フィルタを用いることなく、ソフトウェアによる画像処理により、検査対象の太陽電池の画像を得るので、太陽電池の欠陥検査装置を小型化することができる。【００４６】
また、本発明の一つによれば、コンピューターが欠陥部分の面積を算出し、算出した欠陥部分の面積に基づいて太陽電池が不良品であるか否かを判定するので、不良品であるか否かの峻別を容易化することができる。【００４７】
また、本発明の一つによれば、コンピューターが、不良品と判定された太陽電池が所定の条件を具備する場合に、不良品と判定された太陽電池を準不良品と判定するので、不良品と判定された太陽電池の一部をあまり高い性能が要求されない太陽電池として利用することができる。また、不良品と判定された原因が太陽電池の汚れである場合には、ユーザが太陽電池の汚れを除去することにより、不良品と判定された太陽電池を良品として利用することが可能になる。【００４８】
また、本発明の一つによれば、コンピューターが、フーリエ変換処理を実行した後に、周期性のある成分が集中している領域を除去するフィルタを生成するので、フィルタリング処理において除去される領域がバンドパスフィルタに比べて小さくなる。その結果、除去不要な画像が除去される割合を最小限に留めることができる。【００４９】
また、本発明の一つによれば、コンピューターが、周波数領域データの画像の半分の画像からフィルタを生成するので、フィルタを生成するためのコンピューターの処理量を低減することができる。【００５０】
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本実施形態に係る太陽電池の欠陥検査装置１００の一例を示す構成図。
【図２】図１の太陽電池の欠陥検査装置１００を矢印Ａ−Ａ方向から見た部分的な側面図。
【図３】図１のコンピューター１０８の内部構成の一例を示すブロック図。
【図４】第１実施形態に係る撮像装置１０４の内部構成の一例を示す図。
【図５】第１実施形態に係る太陽電池の欠陥検査処理の手順を示すフローチャート。
【図６】第１実施形態の第１変形例に係る欠陥検査処理のブロックフロー図。
【図７】第１実施形態の第２変形例に係る太陽電池の欠陥検査処理のタイミングチャート。
【図８】光電イメージ変換素子１３を用いないで撮像した太陽電池１１０の画像および励起発光光を撮像可能光化した検査対象の太陽電池１１０の画像。
【図９】第２実施形態に係る撮像装置１０４の内部構成の一例を示す図。
【図１０】第２実施形態に係る太陽電池の欠陥検査処理の手順を示すフローチャート。
【図１１】第２実施形態に係る太陽電池の欠陥検査処理の手順を示すフローチャート。
【図１２】第２実施形態に係る太陽電池の欠陥検査処理の手順を示すフローチャート。
【図１３】Ｓ２１２で生成された差分画像のヒストグラムの一例を示す図。
【図１４】図１３のヒストグラムから背景部分の画像を除去した後に、Ｓ２２２のヒストグラム平坦化処理を施した後のヒストグラムの一例を示す図。
【図１５】第３実施形態に係る太陽電池の欠陥検査処理の一部の手順を示すフローチャート。
【図１６】図１５のフーリエ変換処理（Ｓ３２０）〜フーリエ逆変換処理（Ｓ３２６）の処理内容を具体的に説明するための図。
【図１７】図１６のサンプル画像を、ラインＡに沿ってサーチして、その輝度をグラフにして表した図。
【図１８】図１７の輝度グラフの波形成分に図１５のフーリエ変換処理（Ｓ３２０）を施して、輝度波形を周波数領域で表現した場合の周波数領域データのグラフ。
【図１９】図１８の周波数領域データにフィルタリング処理（図１５のＳ３２２およびＳ３２４）を施して、大きな振幅部分をカットした後の周波数領域データのグラフ。
【図２０】図１９の周波数領域データに図１５のフーリエ逆変換処理（Ｓ３２６）を施すことにより得られる画像の一例を示す図。
【図２１】図１０のＳ２１２で生成した差分画像をスキャンした後に、図１５のフーリエ変換処理（Ｓ３２０）を施すことにより得られる周波数領域データの画像の一例を示す図。
【図２２】図２１の画像を簡素化して表した図。
【図２３】第４実施形態に係る太陽電池の欠陥検査処理の一部の手順を示すフローチャート。
【図２４】第４実施形態の変形例に係る太陽電池の欠陥検査処理の一部の手順を示すフローチャート。
【図２５】第５実施形態に係る太陽電池の欠陥検査処理の一部の手順を示すフローチャート。
【図２６】図１０のＳ２１０で撮像した励起発光している状態の太陽電池１１０の画像。
【図２７】図２５のＳ３２０により得られる周波数領域データの画像。
【図２８】図２５のＳ５２１により得られる画像。
【図２９】図２５のＳ５２２により得られる画像。
【図３０】図２５のＳ５２３により得られる画像。
【図３１】図２５のＳ５２５により得られる第１フィルタＦ１の概略図。
【図３２】図２５のＳ５２６により得られる第２フィルタＦ２の概略図。
【図３３】図２５のＳ５２７を説明するための概略図。
【図３４】図２５のＳ５２７により得られる周波数領域データの画像。
【図３５】図２５のＳ３２６により得られる太陽電池１１０の画像。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００５３】
本実施形態に係る太陽電池の欠陥検査装置の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る太陽電池の欠陥検査装置１００の一例を示す構成図である。図２は、図１の太陽電池の欠陥検査装置１００を矢印Ａ−Ａ方向から見た部分的な側面図である。図３は、図１のコンピューター１０８の内部構成の一例を示すブロック図である。
【００５４】
これら図１および図２に示すように、本実施形態に係る太陽電池の欠陥検査装置１００は、電源装置１０２と、撮像装置１０４と、記憶装置１０６と、コンピューター１０８とを備えている。さらに、この太陽電池の欠陥検査装置１００には、検査対象の太陽電池１１０が載置される載置台１２０が設けられている。この載置台１２０には、撮像装置１０４を水平方向（図１のＸ方向）に移動させるガイドレール１２２が設けられている。また、この載置台１２０の天板は、光を透過する透明板１２６で構成されている。
【００５５】
電源装置１０２は、この太陽電池の欠陥検査装置１００の各所に電源を供給するための装置である。例えば、電源装置１０２は、撮像装置１０４と、記憶装置１０６と、コンピューター１０８とに、電源を供給するとともに、検査対象の太陽電池を励起発光させるべく、検査対象の太陽電池１１０に順方向の電圧を印加する。太陽電池１１０への電圧の印加は、電源ライン１１２を介して行われる。
【００５６】
撮像装置１０４は、検査対象の太陽電池１１０の画像を撮像し、撮像した画像に基づいて画像データを生成し、生成した画像データを記憶装置１０６に格納するための装置である。この記憶装置１０６は、いわゆる大容量の外部記憶装置で構成されている。本実施形態においては、この撮像装置１０４は、可視光のみならず、近赤外光をも撮像できる装置で構成されている。上記のとおり、載置台１２０の天板は透明板１２６で構成されているため、撮像装置１０４は、載置台１２０の下側から太陽電池１１０の画像を撮像することができる。
【００５７】
図１に示すように、本実施形態においては、検査対象の太陽電池１１０は、複数の太陽電池セル１１０ａを直列に接続して構成されている。撮像装置１０４で太陽電池セル１１０ａの画像を撮像するにあたり、図１および図２に示すように、ちりやほこりが、撮像装置１０４のレンズに付着するのを防止するために、撮像しようとしている太陽電池セル１１０ａを防塵カバー１２４で覆う。したがって、ちりやほこりが少ない作業環境であれば、この防塵カバー１２４は不要となる。
【００５８】
コンピューター１０８は、記憶装置１０６から画像データを取得して、取得した画像データにソフトウェアによる画像処理を施して、モニタ画像を生成するとともに、画像解析を行い、撮像した太陽電池セル１１０ａが良品であるか否かを判定するための装置である。そして、このコンピューター１０８は、判定結果を記憶装置１０６に格納する。すなわち、コンピューター１０８は、ソフトウェアにより画像処理手段を実現する。
【００５９】
４枚の太陽電池セル１１０ａの検査が終了した後、この太陽電池の欠陥検査装置１００のユーザは、コンピューター１０８を操作することにより、検査対象の太陽電池１１０の各太陽電池セル１１０ａの判定結果を取得して、複数の太陽電池セル１１０ａから構成された太陽電池１１０が良品であるか否かを判断する。例えば、図１の例では、４枚の太陽電池セル１１０ａの判定結果がすべて良品であった場合には、ユーザは、その４枚の太陽電池セル１１０ａから構成される太陽電池１１０は良品であると判断することができる。 
【００６０】
図３に示すように、本実施形態に係るコンピューター１０８は、主として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１４０と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１４２と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１４４と、補助記憶装置１４６と、表示画面１４８と、ユーザインターフェース１５０とを備えている。
【００６１】
ＣＰＵ１４０は、このコンピューター１０８における各種の演算や制御を行う処理部である。このＣＰＵ１４０で行う演算や処理に必要なプログラムは、ＲＯＭ１４４や補助記憶装置１４６に格納されており、ＣＰＵ１４０がプログラムを実行することにより、各種の演算や制御が実現される。また、ＣＰＵ１４０がプログラムを実行する際には、ＲＡＭ１４２が適宜使用されて、データや演算結果が一時的にＲＡＭ１４２に格納される。
【００６２】
補助記憶装置１４６は、いわゆる書き換え可能な不揮発性記憶装置であり、例えば、ハードディスクドライブなどにより構成することができる。
【００６３】
表示画面１４８は、このコンピューター１０８の処理結果やユーザへの指示を表示するための画面である。例えば、表示画面１４８は、液晶表示装置やＣＲＴ（Cathode Ray Tube）表示装置などにより構成することができる。
【００６４】
ユーザインターフェース１５０は、例えば、キーボードや、マウス等により構成されている。このユーザインターフェース１５０を介して、ユーザは、コンピューター１０８に各種の指示やデータを入力する。また、ユーザインターフェース１５０をタッチパネルで構成することにより、表示画面１４８と一体化することもできる。
【００６５】
なお、図３のコンピューター１０８は、処理結果を出力するプリンタ等の任意の出力装置や通信回線（図示せず）を介して接続された任意の出力装置と接続されてもよい。
【００６６】
〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態について説明する。
【００６７】
第１実施形態に係る撮像装置１０４の構成について説明する。図４は、第１実施形態に係る撮像装置１０４の内部構成の一例を示す図である。
【００６８】
図４に示すように、第１実施形態に係る撮像装置１０４は、第１レンズ１３０Ａと、第２レンズ１３０Ｂと、光学フィルタ１２と、光電イメージ変換素子１３と、撮像素子１３２と、処理ユニット１３４と、を備えている。第１レンズ１３０Ａおよび第２レンズ１３０Ｂは、それぞれ、単一のレンズまたは複数のレンズから構成されたレンズ群である。
【００６９】
図４の第１レンズ１３０Ａは、検査対象の太陽電池１１０（太陽電池セル１１０ａ）の励起発光光を光学フィルタ１２上に結像させるレンズである。
【００７０】
光学フィルタ１２は、第１レンズ１３０Ａにより結像された励起発光光の波長帯域近傍の光を透過させるフィルタである。例えば、光学フィルタ１２は、シャープカットオフフィルタおよび／またはワイドバンドパスフィルタと呼ばれるフィルタである。シャープカットオフフィルタは、所定波長以下の光を遮断し、所定波長より長い波長の光のみを透過させるフィルタである。ワイドバンドパスフィルタとは、特定の波長帯域の光を透過させるフィルタである。
【００７１】
現在、太陽電池１１０の主な材料はシリコン（Ｓｉ）である。このシリコン（Ｓｉ）から作られる太陽電池（以下、「Ｓｉ太陽電池」という）の励起発光光の波長は主に１μｍ（１０００ｎｍ）以上の長波長である。１μｍ以上の長波長に対しては、ＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラの感度はほとんど対応していない。
【００７２】
第１実施形態では、上記シャープカットオフフィルタおよび／またはワイドバンドパスフィルタを使用することにより、１μｍ（１０００ｎｍ）以下の波長帯域の光（可視光）を遮断し、Ｓｉ太陽電池の励起発光光の主波長帯域の１μｍ（１０００ｎｍ）以上の近赤外光を透過させる。
【００７３】
これにより、通常の明るさの環境下の可視光が遮断され、Ｓｉ太陽電池の励起発光光の波長帯域近傍の近赤外光のみが光学フィルタ１２を通過する。
【００７４】
上記シャープカットオフフィルタまたはワイドバンドパスフィルタは、検査対象の太陽電池１１０の種類により決まる遮断すべき光の波長帯域に合わせて選択交換することができる。
【００７５】
光電イメージ変換素子１３は、光学フィルタ１２を透過した光を撮像素子１３２で撮像可能な可視光に変換するモジュールである。光電イメージ変換素子１３では、入射光がフォトカソードに当たるとき、入射光はフォトンとして機能し、光電子を放出する。この光電子が電界で加速され、蛍光体を光らせて、可視光となる。例えば、光電イメージ変換素子１３は、Ｎａ２ＫＳｂにより形成されるＳ２０フォトカソードである。
【００７６】
第２レンズ１３０Ｂは、光電イメージ変換素子１３により変換された可視光を撮像素子１３２の撮像面に結像させるレンズである。第２レンズ１３０Ｂは、撮像素子１３２の外部に設けられてもよいし、撮像素子１３２に組み込まれてもよい。
【００７７】
撮像素子１３２は、可視光の波長帯域の画像を撮像するモジュールである。具体的には、撮像素子１３２は、第２レンズ１３０Ｂにより結像された可視光を電気信号に変換し、変換した電気信号を処理ユニット１３４に出力する。処理ユニット１３４は、撮像素子１３２により撮像された画像（変換された電気信号）に基づいて、デジタルデータである画像データを生成し、生成した画像データを記憶装置１０６に格納する。これにより、第２レンズ１３０Ｂにより結像された像から、検査対象の太陽電池１１０の画像が撮像される。例えば、撮像素子１３２は、ＣＭＯＳ撮像素子である。例えば、処理ユニット１３４は、画像処理回路又は画像処理用プロセッサである。処理ユニット１３４は、撮像素子１３２の外部に設けられてもよいし、撮像素子１３２に組み込まれてもよい。
【００７８】
第１実施形態に係る太陽電池の欠陥検査処理について説明する。図５は、第１実施形態に係る太陽電池の欠陥検査処理の手順を示すフローチャートである。
【００７９】
図５に示すように、最初に、検査対象の太陽電池１１０を所定位置に載置する（Ｓ１００）。例えば、「所定位置」は、載置台１２０の透明板１２６上である。
【００８０】
次に、電源装置１０２により、検査対象の太陽電池１１０に順方向の電圧を印加して、検査対象の太陽電池１１０を励起発光させる（Ｓ１０２）。
【００８１】
次に、光学フィルタ１２により、励起発光している検査対象の太陽電池１１０の可視光帯域の光を遮断し、励起発光光の波長帯域近傍の近赤外光のみを透過させる（Ｓ１０４）。
【００８２】
次に、光電イメージ変換素子１３により、光学フィルタ１２を透過した近赤外光を可視光（すなわち、通常の可視光帯域の画像を撮像する撮像素子１３２で撮像可能な光）に変換する（Ｓ１０６）。
【００８３】
次に、撮像素子１３２により、撮像可能な可視光に基づいて検査対象の太陽電池１１０の画像が撮像される。次いで、処理ユニット１３４により、撮像された画像に基づいてデジタルデータである画像データが生成される（Ｓ１０８）。
【００８４】
以上のようにして撮像された検査対象の太陽電池１１０の画像は、コンピューター１０８の表示画面１４８から出力される（Ｓ１１０）。なお、この画像は、プリンタ等の任意の出力装置や通信回線を介して接続された装置に出力されてもよい。
【００８５】
第１実施形態に係る太陽電池の欠陥検査装置１００によれば、撮像装置１０４が光学フィルタ１２と、光電イメージ変換素子１３と、撮像素子１３２とを備えていることにより、通常の明るさの環境下で検査対象の太陽電池１１０が励起発光している状態で、光学フィルタ１２により可視光を遮断して検査対象の太陽電池１１０の励起発光光の波長帯域近傍の近赤外光を透過させ、次に、光電イメージ変換素子１３によりその近赤外光を可視光に変換し、次に、撮像素子１３２により検査対象の太陽電池１１０の画像を撮像し、次に、処理ユニット１３４により画像データを生成する。
【００８６】
これにより、従来では、周囲光（すなわち、周囲の可視光）を遮断するために暗室を必要としていたのに対して、第１実施形態によれば、暗室を省略することができる。図１から分かるように、大きな暗室が無いため、検査対象の太陽電池１１０や撮像装置１０４の位置関係を自由に設定でき、高効率でコンパクトな太陽電池の欠陥検査装置１００を得ることができる。
【００８７】
また、近赤外光を可視光に変換して検査対象の太陽電池１１０の画像を撮像するため、近赤外光を撮像する高価なＩｎＧａＡｓ等のセンサを使用する必要がなく、可視光に感度があるＣＭＯＳ等を撮影素子１３２として使用することができ、廉価で信頼性が高い太陽電池の欠陥検査装置１００を得ることができる。
【００８８】
次に、第１実施形態の第１変形例について説明する。第１実施形態の第１変形例は、撮像前の一定時間から検査対象の太陽電池１１０に電圧を印加し、撮像後に、印加した電圧を遮断する例である。
【００８９】
図６は、第１実施形態の第１変形例に係る欠陥検査処理のブロックフロー図である。
【００９０】
図６に示すように、第１実施形態の第１変形例に係る太陽電池の欠陥検査装置１００のコンピューター１０８は、図３の構成に加えて、タイミング制御ブロック１６と、画像取込インターフェース１８と、を備えている。
【００９１】
なお、タイミング制御ブロック１６は、ハードウェア（例えば、同期回路）により実現されてもよいし、プログラムを実行するＣＰＵ１４０により実現されてもよい。つまり、コンピューター１０８がソフトウェアによってタイミング制御ブロック１６を実現してもよい。以下、理解容易のためにタイミング制御ブロック１６を用いて説明する。
【００９２】
図６の画像取込インターフェース１８は、処理ユニット１３４により生成された画像データを取り込むインターフェースである。
【００９３】
図６のタイミング制御ブロック１６の動作について説明する。
【００９４】
タイミング制御ブロック１６は、撮像装置１０４による撮像の所定時間前に電源装置１０２を制御して検査対象の太陽電池１１０に順方向の電圧を印加する。また、タイミング制御ブロック１６は、検査対象の太陽電池１１０が十分に励起発光する所定のタイミング（すなわち、検査対象の太陽電池１１０に電圧を印加してから所定時間が経過した時）に合わせて、撮像指令を出して検査対象の太陽電池１１０の画像を撮像するように撮像素子１３２を制御する。
【００９５】
第１実施形態の第１変形例に係る欠陥検査装置１００およびその欠陥検査方法によれば、検査対象の太陽電池１１０に順方向の電圧を印加するのは、撮像の所定時間前から撮像時（検査対象の太陽電池１１０に電圧を印加してから所定時間が経過した時）までで足りる。
【００９６】
このため、長時間にわたって検査対象の太陽電池１１０に電圧を印加することなく、発熱によって検査対象の太陽電池１１０の画像が変化することを防止し、欠陥の検出率の低下を防止することができる。
【００９７】
また、短時間に電圧を印加するため、検査対象の太陽電池１１０に強い励起発光光を発生させる大きい電流を流すことができ、欠陥等の情報を持つ画像をより低ノイズで生成することができる。
【００９８】
次に、第１実施形態の第２変形例について説明する。第１実施形態の第２変形例は、近赤外光の外光による外乱を除去する例である。第１実施形態の第２変形例に係る欠陥検査装置１００の構成は、第１実施形態の第１変形例と同様である（図６を参照）。
【００９９】
図７は、第１実施形態の第２変形例に係る太陽電池の欠陥検査処理のタイミングチャートである。
【０１００】
図７において縦軸は処理や動作の種類を示し、横軸は時間の経過を示している。
【０１０１】
図７に示すように、第１実施形態の第２変形例では、励起発光していない状態の検査対象の太陽電池１１０の画像（以下、「第１画像」という）を撮像する段階（図７の背景光撮像ａ）と、励起発光している状態の検査対象の太陽電池１１０の画像（以下、「第２画像」という）を撮像する段階（図７の発光光撮像ｂ）とが設けられている。
【０１０２】
すなわち、検査対象の太陽電池１１０を載置してから、最初に、第１画像が撮像され（図７の背景光撮像）、撮像した第１画像に基づいて画像データが生成され、生成された第１画像に関する第１画像データが補助記憶装置１４６に格納される。続いて、検査対象の太陽電池１１０に電圧が印加され（図７の電圧印加）、第２画像が撮像され（図７の発光光撮像）、撮像された第２画像に基づいて画像データが生成され、生成された第２画像に関する第２画像データが補助記憶装置１４６に格納される。
【０１０３】
次に、検査対象の太陽電池１１０に印加していた電圧が遮断される（図７の電圧遮断）。
【０１０４】
次に、コンピューター１０８は、補助記憶装置１４６から上記第１画像に関する第１画像データおよび第２画像に関する第２画像データを取り出し、励起発光している状態の画像（第２画像）の各画素の明るさと励起発光していない状態の画像（第１画像）の各画素の明るさとの差分を画素ごとに検出することにより、外光（バックグランド光）を除去した検査対象の太陽電池１１０の励起発光している状態の画像を生成し、生成した画像を出力する（図７の画像処理）。例えば、出力される画像は、モニタ画像として表示画面１４８に表示される。
【０１０５】
第１実施形態によれば、外光（バックグランド光）の中の近赤外光を除去し、真に励起発光している状態の検査対象の太陽電池１１０の画像を生成することができる。
【０１０６】
すなわち、光学フィルタ１２は可視光帯域の光を遮断し、太陽電池１１０の励起発光光の波長帯域の近赤外光を透過させる。つまり、撮像時のバックグランド光の中の近赤外光も検査対象の太陽電池１１０の画像に写り込まれる。
【０１０７】
第１実施形態によれば、光学フィルタ１２を通過する外光（バックグランド光）としての近赤外光を除去することができるため、検査対象の太陽電池１１０の励起発光光のみを抽出することができ、欠陥等の情報を含んだ画像が得られる。
【０１０８】
図８（ａ）は、光電イメージ変換素子１３を用いないで撮像した太陽電池１１０の画像を示している。図８（ｂ）は、励起発光光を撮像可能光化した検査対象の太陽電池１１０の画像を示している。図８（ａ），（ｂ）の比較から明らかなように、第１実施形態によれば、暗室を用いることなく、欠陥を鮮明に映し出す太陽電池の欠陥検査装置１００およびその欠陥検査方法を得ることができる。
【０１０９】
〔第２実施形態〕
本発明の第２実施形態について説明する。なお、上述の実施形態と同様の内容についての説明は省略する。
【０１１０】
第２実施形態に係る撮像装置１０４の構成について説明する。図９は、第２実施形態に係る撮像装置１０４の内部構成の一例を示す図である。
【０１１１】
図９に示すように、第２実施形態に係る撮像装置１０４は、レンズ１３０と、撮像素子１３２と、処理ユニット１３４と、外光軽減カバー１３６と、を備えている。
【０１１２】
レンズ１３０は、検査対象の太陽電池１１０（太陽電池セル１１０ａ）の励起発光光を撮像素子１３２に結像させるレンズである。
【０１１３】
撮像素子１３２は、レンズ１３０により結像された励起発光光から、検査対象の太陽電池１１０の画像を撮像するモジュールである。具体的には、撮像素子１３２は、レンズ１３０により結像された画像の光を電気信号に変換し、変換した電気信号を処理ユニット１３４に出力する。例えば、撮像素子１３２は、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等の二次元に配列された光電変換素子により構成することができる。
【０１１４】
処理ユニット１３４は、撮像素子１３２により撮像された画像（電気信号）に基づいて、デジタルデータである画像データを生成し、生成した画像データを記憶装置１０６に格納するモジュールである。
【０１１５】
外光軽減カバー１３６は、レンズ１３０や撮像素子１３２の周囲を包囲し、この撮像装置１０４の内部に、側方からの外光が侵入するのを防ぐためのものである。この外光軽減カバー１３６は、上方が開放されているため、太陽電池セル１１０ａの励起発光光以外の外部からの光をすべて遮断するものではないが、少なくとも、側方からの外光は遮断される。このため、太陽電池セル１１０ａの欠陥検査を行う上で不要な外乱となる外光を、ある程度、軽減することができる。
【０１１６】
第２実施形態に係る太陽電池の欠陥検査処理について説明する。図１０〜図１２は、第２実施形態に係る太陽電池の欠陥検査処理の手順を示すフローチャートである。
【０１１７】
第２実施形態に係る欠陥検査処理は、図１０〜図１２の順に実行される。これら図１０〜図１２の欠陥検査処理は、ＲＯＭ１４４または補助記憶装置１４６に格納されている欠陥検査処理プログラムをコンピューター１０８のＣＰＵ１４０が読み込んで実行することにより、実現される処理である。また、この欠陥検査処理は、ユーザがユーザインターフェース１５０を操作して、コンピューター１０８に起動指示を入力することにより、実現される処理である。
【０１１８】
図１０に示すように、この欠陥検査処理が開始すると、まず、太陽電池の欠陥検査装置１００のコンピューター１０８は、ユーザに、検査対象の太陽電池１１０の搬送と位置決めをするように指示をする（Ｓ２００）。この指示は、例えば、コンピューター１０８の表示画面１４８に表示される。そして、ユーザは、載置台１２０の透明板１２６上に太陽電池１１０を搬送し、その位置決めを行う。この搬送と位置決めは、ユーザが手作業で行っても良いし、コンベア等を用いて自動化されていてもよい。搬送と位置決めが完了した場合、ユーザは、コンピューター１０８のユーザインターフェース１５０から、完了確認をコンピューター１０８に入力する。
【０１１９】
次に、太陽電池の欠陥検査装置１００のコンピューター１０８は、ユーザに対して、検査対象の太陽電池１１０に、プローブ（図示省略）を接続するように指示をする（Ｓ２０２）。この指示は、例えば、コンピューター１０８の表示画面１４８に表示される。そして、ユーザは、電源ライン１１２の先端側に設けられているプローブを、太陽電池１１０に接続して、検査対象の太陽電池１１０の順方向に電流が流れるようにする。プローブの接続が完了した場合、ユーザは、コンピューター１０８のユーザインターフェース１５０から、完了確認をコンピューター１０８に入力する。
【０１２０】
次に、太陽電池の欠陥検査装置１００のコンピューター１０８は、ユーザに対して、撮像装置１０４の位置決めを行うように指示をする（Ｓ２０４）。この指示は、例えば、コンピューター１０８の表示画面１４８に表示される。本実施形態の太陽電池セル１１０の例においては、４枚の太陽電池セル１１０ａが直列に接続されているので、ユーザは、まずは、そのうちの１枚目の太陽電池セル１１０ａの位置に、撮像装置１０４を移動し、位置決めを行う。この位置決めは、ガイドレール１２２上で撮像装置１０４を水平方向に移動させることにより行う。この撮像装置１０４の位置決めは、例えば、ユーザが手作業で撮像装置１０４を移動させることにより行うようにしてもよいし、或いは、ガイドレール１２２上を撮像装置１０４が走行する機能を有する場合には、この走行機能を用いて、ガイドレール上の撮像装置１０４を移動させるようにしてもよい。撮像装置１０４の移動が完了した場合、ユーザは、コンピューター１０８のユーザインターフェース１５０から、完了確認をコンピューター１０８に入力する。
【０１２１】
次に、太陽電池の欠陥検査装置１００のコンピューター１０８は、撮像装置１０４により、励起発光していない状態の太陽電池セル１１０ａの画像（第１画像）を撮像するように指示をする（Ｓ２０６）。この指示は、例えば、コンピューター１０８の表示画面１４８に表示される。ユーザは、この指示に基づいて、撮像装置１０４を操作して、太陽電池セル１１０ａの第１画像を撮像する。この撮像した第１画像に関する第１画像データは、記憶装置１０６に格納される。この撮像装置１０４による撮像が完了した場合、ユーザは、コンピューター１０８のユーザインターフェース１５０から、完了確認をコンピューター１０８に入力する。
【０１２２】
次に、太陽電池の欠陥検査装置１００のコンピューター１０８は、太陽電池１１０に電圧を印加する（Ｓ２０８）。具体的には、コンピューター１０８からの供給指示が電源装置１０２に入力され、この供給指示に基づいて、電源装置１０２から、検査対象の太陽電池１１０の順方向に電流が流れて、太陽電池セル１１０ａが励起発光する。
【０１２３】
次に、太陽電池の欠陥検査装置１００のコンピューター１０８は、ユーザに対して、撮像装置１０４により、励起発光をしている状態の太陽電池セル１１０ａの画像（第２画像）を撮像するように指示をする（Ｓ２１０）。この指示は、例えば、コンピューター１０８の表示画面１４８に表示される。ユーザは、この指示に基づいて、撮像装置１０４を操作して、太陽電池セル１１０ａの第２画像を撮像する。この撮像した第２画像に関する第２画像データも、記憶装置１０６に格納される。この撮像装置１０４による撮像が完了した場合、ユーザは、コンピューター１０８のユーザインターフェース１５０から、完了確認をコンピューター１０８に入力する。この完了確認が入力された場合には、太陽電池の欠陥検査装置１００のコンピューター１０８は、電源装置１０２に停止指示を出力し、太陽電池１１０への電圧の印加を停止する。
【０１２４】
次に、太陽電池の欠陥検査装置１００は、差分画像の生成を行う（Ｓ２１２）。すなわち、太陽電池の欠陥検査装置１００のコンピューター１０８は、記憶装置１０６にアクセスし、Ｓ２０６で撮像した励起発光していない状態の太陽電池セル１１０ａの第１画像に関する第１画像データと、Ｓ２１０で撮像した励起発光している状態の太陽電池セル１１０ａの第２画像に関する第２画像データとを取得し、２つの画像（第１及び第２画像）の差分をとった差分画像を生成する。撮像装置１０４は可視光と近赤外線の光の双方を撮像しているため、励起発光している状態の太陽電池セル１１０ａの第１画像と励起発光していない状態の太陽電池セル１１０ａの第２画像との差分をとることにより、太陽電池セル１１０ａの励起発光で生成された近赤外線の光から構成された差分画像を取得することができる。
【０１２５】
次に、太陽電池の欠陥検査装置１００のコンピューター１０８は、Ｓ２１２で生成した差分画像を表示する（Ｓ２１４）。具体的には、コンピューター１０８の表示画面１４８に、生成された差分画像を表示する。
【０１２６】
次に、図１１に示すように、太陽電池の欠陥検査装置１００のコンピューター１０８は、Ｓ２１２で生成された差分画像に、ハイパスフィルタ処理を施す（Ｓ２２０）。このハイパスフィルタ処理は、空間周波数フィルタリング処理の一種で、画像の高周波数成分を通過させ、低周波数成分を除去するためのソフトウェアによる画像処理であり、一般的には、画像のエッジや輝度変化の大きな部分を強調するために用いられるノイズ除去処理である。第２実施形態においては、このソフトウェアによる画像処理を施すことにより、差分画像から、暗くて明るさ（輝度）の変化の無い、太陽電池セル１１０ａの外側にある背景部分が削除される。
【０１２７】
図１３は、Ｓ２１２で生成された差分画像のヒストグラムの一例を示す図である。この図１３におけるヒストグラムでは、その横軸が明るさ（輝度）であり、その縦軸が画素数を表している。また、この図１３のヒストグラムにおいては、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のそれぞれの明るさ（輝度）のＲＧＢヒストグラムと、これらの合成の明るさ（輝度）のヒストグラムとを示している。明るさ（輝度）は、例えば、最も暗い輝度値０から最も明るい輝度値２５５の２５６階調で表現されている。
【０１２８】
この図１３のヒストグラムにおいて、横軸の明るさ（輝度）の中央付近に現れているピークが励起発光で生成された近赤外線の光の画像を構成する画素の集まりであり、横軸の明るさ（輝度）の左側に現れているピークが太陽電池セル１１０ａの外側の暗い背景部分の画像を構成する画素の集まりである。Ｓ２２０でハイパスフィルタ処理を施すことにより、差分画像から、暗くて明るさ（輝度）の変化の無い、太陽電池セル１１０ａの外側にある背景部分が削除されるので、結果的には、ヒストグラムの左側に現れている暗い背景部分の画素の集まりが、削除されることとなる。
【０１２９】
次に、図１１に示すように、太陽電池の欠陥検査装置１００のコンピューター１０８は、ハイパスフィルタ処理を施した差分画像に、ヒストグラム平坦化処理を施す（Ｓ２２２）。このヒストグラム平坦化処理は、画像のヒストグラムを平坦にするソフトウェアによる画像処理であり、一般的には、画像のコントラストを強調するために用いられるコントラスト強調処理である。第２実施形態においても、Ｓ２２０で得られたハイパスフィルタ処理を施した差分画像のコントラストを強調するために行われる。
【０１３０】
図１４は、図１３のヒストグラムから背景部分の画像を除去した後に、Ｓ２２２のヒストグラム平坦化処理を施した後のヒストグラムの一例を示す図である。画像にヒストグラム平坦化処理を施すと、各明るさ（輝度）に対する画素数が分散されて、画素数の分布が全体的に均一化される。このため、図１３のヒストグラムでは、明るさ（輝度）の中央付近に現れていた画素のピークが、図１４のヒストグラムでは、広い範囲に分散されて、平坦化されている。このため、差分画像における明るさ（輝度）の差が大きくなり、コントラストが強調されることとなる。なお、ヒストグラム平坦化処理の特性として、図１３のヒストグラムに存在する画素数と、図１４のヒストグラムに存在する画素数は、同じになる。
【０１３１】
次に、図１１に示すように、太陽電池の欠陥検査装置１００のコンピューター１０８は、Ｓ２２２でヒストグラム平坦化処理を施した差分画像に、移動平均によるＲＧＢ平滑化処理を施す（Ｓ２２４）。このＲＧＢ平滑化処理は、各画素毎に、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のそれぞれの明るさ（輝度）について、移動平均を算出して、画像をぼかすソフトウェアによる画像処理であり、一般的には、ノイズを除去するために用いられるノイズ除去処理である。第２実施形態においては、例えば、各画素毎に、５×５画素の移動平均を算出することにより、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のそれぞれの明るさ（輝度）について、平滑化を行う。
【０１３２】
次に、太陽電池の欠陥検査装置１００のコンピューター１０８は、Ｓ２２４で移動平均によるＲＧＢ平滑化処理を施した差分画像に、メディアンフィルタ処理を施す（Ｓ２２６）。このメディアンフィルタ処理も、画像のノイズを除去するために行われるソフトウェアによる画像処理である。第２実施形態においては、例えば、３×３画素の明るさ（輝度）を、その輝度値の大きさ順に並べ、中央値である５番目の明るさ（輝度）を、その３×３画素の中央にある画素の輝度値とする。この処理を、すべての画素を対象に、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のそれぞれの明るさ（輝度）について行うのである。
【０１３３】
次に、太陽電池の欠陥検査装置１００のコンピューター１０８は、Ｓ２２６でメディアンフィルタ処理を施した差分画像を、モニタ画像として、表示画面１４８に表示する（Ｓ２２８）。この表示画面１４８に表示されたモニタ画像は、撮像した太陽電池セル１１０ａに欠陥がある場合には、その欠陥が強調された画像になっており、ユーザが視覚的に欠陥の有無の判断をしやすい画像になっている。すなわち、太陽電池セル１１０ａの励起発光により放出された近赤外線の光による画像が撮像され、且つ、この近赤外線の光の画像のコントラストが強調され、ノイズが除去されることにより生成されたモニタ画像が、表示画面１４８に表示される。
【０１３４】
次に、図１２に示すように、太陽電池の欠陥検査装置１００のコンピューター１０８は、モニタ画像における暗部の面積を算出する（Ｓ２４０）。具体的には、コンピューター１０８は、モニタ画像の各画素の明るさ（輝度）が、所定値より小さい画素数をカウントする。このＳ２４０においては、ＲＧＢの明るさ（輝度）を合成した明るさ（輝度）に基づいて、その判断を行う。例えば、合成の明るさ（輝度）の値が１００より小さい画素の数、つまり、明るさ（輝度）の値が０から１００の画素の数を、カウントする。そして、（カウントした画素数）×（１画素分の実際の面積）により、撮像した太陽電池セル１１０の暗部の面積を算出する。
【０１３５】
次に、太陽電池の欠陥検査装置１００のコンピューター１０８は、Ｓ２４０で算出した暗部の面積が、第１閾値より大きいかどうかを判断する（Ｓ２４２）。例えば、太陽電池セル１１０ａの全体面積が１ｍ２であり、その全体面積の１％よりも大きな面積が暗部である場合に、その太陽電池セル１１０ａを不良品と判断することとすると、第１閾値は０．０１ｍ２となる。このため、Ｓ２４２では、Ｓ２４０で算出した暗部の面積が０．０１ｍ２より大きいかどうかを判断する。
【０１３６】
暗部の面積が第１閾値より大きくない場合（Ｓ２４２：ＮＯ）、すなわち、暗部の面積が第１閾値以下の場合には、撮像した太陽電池セル１１０ａは良品であると判定し（Ｓ２４４）、その判定結果を、記憶装置１０６に格納する（Ｓ２４６）。
【０１３７】
一方、Ｓ２４２において、暗部の面積が第１閾値より大きいと判断した場合（Ｓ２４２：ＹＥＳ）には、モニタ画像にある臨界部の面積を算出する（Ｓ２４８）。ここで、臨界部とは、モニタ画像において、暗部であると判定された部分の中でも、明るさ（輝度）が相対的に明るい部分を指している。例えば、第２実施形態においては、明るさ（輝度）の値が８０から１００の間にある部分を臨界部と定義している。したがって、Ｓ２４８では、明るさ（輝度）の値が８０から１００の間にある画素の数をカウントする。そして、（カウントした画素数）×（１画素分の実際の面積）により、撮像した太陽電池セル１１０の臨界部の面積を算出する。
【０１３８】
臨界部として定義する明るさ（輝度）の範囲は、適宜設定可能であるが、上記のように、暗部として定義する明るさ（輝度）の値の範囲の上位２０％程度の値の範囲に設定すれば、後述するＳ２５２で、利用可能な太陽電池１１０である準良品と判定しても差し支えないと考えられる。
【０１３９】
次に、太陽電池の欠陥検査装置１００のコンピューター１０８は、Ｓ２４８で算出した臨界部の面積が、第２閾値より大きいかどうかを判断する（Ｓ２５０）。ここで、Ｓ２５０の第２閾値は、Ｓ２４２の第１閾値よりも小さく設定されている。第２実施形態においては、例えば、第２閾値は第１閾値の８０％である０．００８ｍ２に設定されている。これは、暗部であると判断された面積のうち、８０％よりも大きい面積が臨界部である場合、比較的、欠陥の程度は軽いと考えられる。このため、第２実施形態においては、８０％を基準値として、撮像した太陽電池セル１１０ａを、準良品と不良品とに峻別することとしているのである。
【０１４０】
準良品と判定された太陽電池１１０については、例えば、あまり高い性能が要求されない太陽電池１１０として利用することが可能である。また、準良品と判定された太陽電池１１０の中には、単に、その表面に汚れが付着していただけのものも含まれ得る。このような太陽電池１１０については、ユーザがその汚れを除去することにより、良品として利用することが可能になる。
【０１４１】
このＳ２５０において、臨界部の面積が第２閾値より大きいと判断した場合（Ｓ２５０：ＹＥＳ）には、太陽電池の欠陥検査装置１００のコンピューター１０８は、撮像した太陽電池セル１１０ａを準良品と判定し（Ｓ２５２）、その判定結果を、記憶装置１０６に格納する（Ｓ２４６）。
【０１４２】
一方、Ｓ２５０において、臨界部の面積が第２閾値より大きくないと判断した場合（Ｓ２５０：ＮＯ）、つまり、臨界部の面積が第２閾値以下であった場合には、太陽電池の欠陥検査装置１００のコンピューター１０８は、撮像した太陽電池セル１１０ａを不良品と判定し（Ｓ２５４）、その判定結果を、記憶装置１０６に格納する（Ｓ２４６）。
【０１４３】
このＳ２４６の後、太陽電池の欠陥検査装置１００のコンピューター１０８は、次の検査対象の太陽電池セル１１０ａがあるかどうかを判断する（Ｓ２５６）。例えば、本実施形態においては、太陽電池１１０は４枚の太陽電池セル１１０ａで構成されているので、４枚目の太陽電池セル１１０ａの検査が完了したかどうかを判断する。この太陽電池セル１１０ａの枚数は、予め、ユーザが、コンピューター１０８に設定しておくと、コンピューター１０８は撮像枚数をカウントすることにより、自動的に判断できるようになる。或いは、コンピューター１０８が、表示画面１４８に、ユーザに対して、次の検査対象の太陽電池セル１１０ａがあるかどうかを入力するように指示する指示画面を表示し、ユーザからの指示入力の結果に基づいて、次の検査対象の太陽電池セル１１０ａがあるかどうかを判断するようにしてもよい。
【０１４４】
太陽電池の欠陥検査装置１００のコンピューター１０８は、次の検査対象の太陽電池セル１１０ａがない場合（Ｓ２５６：ＮＯ）には、第２実施形態に係る欠陥検査処理を終了する。一方、次の検査対象の太陽電池セル１１０ａがある場合（Ｓ２５６：ＹＥＳ）には、上述したＳ２０４に戻り、次の検査対象の太陽電池セル１１０ａに対する、撮像装置１０４の位置決めを行うようにユーザに指示をし（Ｓ２０４）、上述したＳ２０６以降の処理を繰り返す。
【０１４５】
以上のように、第２実施形態に係る太陽電池の欠陥検査装置１００（図９を参照）によれば、差分画像にソフトウェアによる画像処理を施して、欠陥領域を強調したモニタ画像を生成することとしたので、第１実施形態に係る撮像装置１０４（図４を参照）に必要であった光学フィルタ１２と光電イメージ変換素子１３とを省くことができる。このため、第１実施形態に比べて、撮像装置１０４の小型化を図ることができる。また、第１実施形態に比べて、撮像装置１０４を構成する部品点数を削減することができるとともに、これによる、製造コストの低減も図ることができる。
【０１４６】
さらに、第２実施形態に係る太陽電池の欠陥検査装置１００によれば、得られたモニタ画像における明るさ（輝度）が第１所定値（例えば、１００）よりも小さい部分の面積を、欠陥部分の面積として算出し、Ｓ２４２において、この欠陥部分の面積が、第１閾値よりも大きい場合には、この太陽電池１１０を不良品であると、コンピューター１０８が一義的に判定するようにした。このため、不良品であるか否かの峻別を容易化することができる。
【０１４７】
また、Ｓ２４２において、一義的には不良品であると判定された太陽電池１１０であっても、モニタ画像における明るさ（輝度）が、第１所定値（例えば、１００）よりも小さい第２所定値（例えば、８０）と第１所定値（例えば、１００）との間にある臨界部の面積を算出し、Ｓ２５０において、この臨界部の面積が、第１閾値よりも小さい第２閾値よりも大きいと判断した場合には、一義的には不良品と判定した太陽電池を、準良品と判定することとした。このため、準良品と判定された太陽電池１１０を、あまり高い性能が要求されない太陽電池１１０として利用することが可能になる。また、準良品と判定された理由が太陽電池１１０の表面の汚れにある場合には、ユーザがその汚れを除去することにより、準良品と判定された太陽電池１１０を良品として利用することが可能になる。
【０１４８】
なお、第２実施形態に係る欠陥検査処理におけるハイパスフィルタ処理、移動平均によるＲＧＢ平滑化処理、およびメディアンフィルタ処理は、差分画像からノイズを除去するノイズ除去処理の一例であり、他の処理を用いて、ノイズを除去するようにしてもよい。同様に、上述した第２実施形態に係る欠陥検査処理におけるヒストグラム平坦化処理は、差分画像のコントラストを強調するためのコントラスト強調処理の一例であり、他の処理を用いて、コントラストを強調するようにしてもよい。
【０１４９】
〔第３実施形態〕
本発明の第３実施形態について説明する。なお、上述の実施形態と同様の内容についての説明は省略する。
【０１５０】
第３実施形態に係る撮像装置１０４の構成は、第２実施形態と同様である（図９を参照）。
【０１５１】
第３実施形態に係る太陽電池の欠陥検査処理について説明する。図１５は、第３実施形態に係る太陽電池の欠陥検査処理の一部の手順を示すフローチャートである。図１５は、上述した第２実施形態の図１１に対応する図である。
【０１５２】
第３実施形態に係る欠陥検査処理は、図１０、図１５、および図１２の順に実行される。これら図１０、図１５、および図１２の欠陥検査処理は、ＲＯＭ１４４または補助記憶装置１４６に格納されている欠陥検査処理プログラムをコンピューター１０８のＣＰＵ１４０が読み込んで実行することにより、実現される処理である。また、この欠陥検査処理は、ユーザがユーザインターフェース１５０を操作して、コンピューター１０８に起動指示を入力することにより、実現される処理である。
【０１５３】
図１０に示すように、この欠陥検査処理が開始すると、第２実施形態と同様の処理（Ｓ２００〜Ｓ２１４）が実行される。
【０１５４】
図１０のＳ２１４が終了すると、図１５に示すように、太陽電池の欠陥検査装置１００のコンピューター１０８は、Ｓ２１２で生成された差分画像を処理画像として用いて、フーリエ変換処理を施す（Ｓ３２０）。このフーリエ変換処理は、ある波形成分からその波形に含まれる周波数成分を抜き出すための処理であり、例えば、高速フーリエ変換（ＦＦＴ（Fast Fourier Transform））のアルゴリズムを用いて実現することができるソフトウェアによる画像処理である。このフーリエ変換処理により、処理画像を周波数領域のデータとして表現した周波数領域データが得られる。
【０１５５】
次に、太陽電池の欠陥検査装置１００のコンピューター１０８は、Ｓ３２０で得られた周波数領域データに対してフィルタリング処理を施すことにより、周期性のある周波数成分を低減する（Ｓ３２２）。このフィルタリング処理も、コンピューター１０８で実行されるソフトウェアによる画像処理である。
【０１５６】
次に、太陽電池の欠陥検査装置１００のコンピューター１０８は、Ｓ３２２で周期性のある周波数成分を低減した周波数領域データに対して、ノイズを低減し、連続する暗部を強調するためのフィルタリング処理を施す（Ｓ３２４）。このフィルタリング処理も、コンピューター１０８で実行されるソフトウェアによる画像処理である。
【０１５７】
次に、太陽電池の欠陥検査装置１００のコンピューター１０８は、Ｓ３２４でノイズを低減して連続する暗部を強調する処理を行った周波数領域データに対して、フーリエ逆変換処理を施す（Ｓ３２６）。このフーリエ逆変換処理は、周波数領域で表現されているデータを、時間領域で表現された波形データに戻すための処理であり、例えば、高速フーリエ逆変換（ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform））のアルゴリズムを用いて実現することができるソフトウェアによる画像処理である。このフーリエ逆変換処理により、周波数領域で表現した周波数領域データから、モニタ画像が得られるが、このモニタ画像からは、処理画像における周期性のある画像（ノイズ）成分が除去されていることとなる。
【０１５８】
図１６〜図２２は、図１５のフーリエ変換処理（Ｓ３２０）とフィルタリング処理（Ｓ３２２およびＳ３２４）とフーリエ逆変換処理（Ｓ３２６）の処理内容を具体的に説明するための図である。
【０１５９】
図１６は、これらの一連の処理内容を説明するためのサンプル画像である。この図１６のサンプル画像を、ラインＡに沿ってサーチして、その輝度をグラフにして表すと図１７のようになる。この図１７のグラフにおいて、縦軸は輝度を示しており、横軸は時間、つまり図１６のサンプル画像における横方向の位置を示している。この図１７から分かるように、図１６のサンプル画像の縦方向に沿って並列に存在している電極配線が、図１７のグラフにも周期的に現れている。
【０１６０】
この図１７の輝度グラフの波形成分にフーリエ変換処理を施すと、図１８に示すような周波数領域データのグラフが得られる。この図１８のグラフにおいては、縦軸が振幅を示しており、横軸が周波数を示している。この図１８のグラフから分かるように、図１８の周波数領域データのグラフにおいては、図１７の周期性が、周波数成分として抽出され、図１７の周期性に該当する周波数成分の振幅が大きく現れている。
【０１６１】
そこで、図１８のこの大きな振幅の部分の周波数成分をフィルタリング処理で除去することにより、図１９に示すようなグラフに変換する。この図１９に示されている周波数領域で表現した周波数領域データにフーリエ逆変換処理を施すと、図２０に示すように、縦方向に沿って並列に存在していた電極配線が、除去される。
【０１６２】
これら図１７〜図１９に関する説明は、図１６のサンプル画像をラインＡに沿ってスキャンした場合の説明であるが、このスキャンをＳ２１２で生成した差分画像である処理画像の全体に対して行い、フーリエ変換処理（Ｓ３２０）を施すと、例えば、図２１に示すような周波数領域データの画像が得られる。この図２１に示す周波数領域データの画像を簡素化すると、図２２に示すようになる。サンプル画像で周期性のあるノイズは、ラインＢで囲ったように、高い振幅で現れる。このため、このラインＢで囲った部分をフィルタリング処理（Ｓ３２２）で除去することにより、処理画像に存在していた電極配線を除去することができるのである。
【０１６３】
具体的なフィルタリング処理（Ｓ３２２）には、種々のものが存在する。例えば、図２１の周波数成分の画像について、パワースペクトルＰＳを取得する。このパワースペクトルＰＳは、ＰＳ＝√（実数×実数＋虚数×虚数）により算出することができる。このパワースペクトルＰＳの大きさを調整し、周波数成分をパワースペクトルＰＳで割り算することにより、周期的な変動を除去した周波数領域データの画像を得ることができる。
【０１６４】
このＳ３２２の後、Ｓ３２４では、ノイズを低減して、連続する暗部を強調するためのフィルタリング処理を実行する。第３実施形態においては、高周波成分をノイズとして除去するために、ガウシアンフィルタを生成する。また、エッジを抽出するために、微分フィルタを生成する。そして、ガウシアンフィルタと微分フィルタとを掛けて、新たなフィルタを生成する。この新たに生成したフィルタを、Ｓ３２２で周期的な変動を除去した周波数領域データの画像に掛けることにより、高周波成分を除去して、エッジを抽出することができる。なお、ガウシアンフィルタとは、フィルタリング対象の画素について、画素から近いほど大きな重み付けをし、離れるに従って小さな重み付けをして、これをフィルタリング対象の画素に掛けて算出するフィルタである。この重みの分布が、ガウス分布関数になっている。
【０１６５】
或いは、このようなガウシアンフィルタと微分フィルタとを用いた処理の代わりに、ガウス導関数フィルタを用いた処理を行うようにしてもよい。すなわち、ガウス導関数フィルタを、Ｓ３２２で周期的な変動を除去した周波数領域データの画像に掛けることにより、高周波成分を除去しエッジを抽出することができる。なお、ガウス導関数フィルタは、上記のガウス分布関数を微分したものであり、例えば、第３実施形態においては、ガウス分布を水平方向に微分することにより得ることとしている。
【０１６６】
このようなソフトウェアによる画像処理を処理画像（差分画像）に施した後、太陽電池の欠陥検査装置１００のコンピューター１０８は、Ｓ３２６で生成したモニタ画像を、表示画面１４８に表示する（Ｓ３２８）。この表示画面１４８に表示されたモニタ画像からは、電極配線等の周期性のある画像成分は除去されており、また、撮像した太陽電池セル１１０ａに欠陥がある場合には、その欠陥が強調された画像になっており、このため、ユーザが視覚的に欠陥の有無の判断をしやすい画像になっている。
【０１６７】
図１５のＳ３２８が終了すると、第２実施形態と同様の処理（図１２のＳ２４０〜Ｓ２５６）が実行される。
【０１６８】
以上のように、第３実施形態に係る太陽電池の欠陥検査装置１００によれば、差分画像である処理画像にソフトウェアによる画像処理を施して、周期性のある画像成分を除去し、ノイズを低減し、連続する暗部を強調したモニタ画像を生成することとしたので、第１実施形態に係る撮像装置１０４（図４を参照）に必要であった光学フィルタ１２と光電イメージ変換素子１３とを省くことができる。このため、第１実施形態に比べて、撮像装置１０４の小型化を図ることができる。また、第１実施形態に比べて、撮像装置１０４を構成する部品点数を削減することができるとともに、これによる、製造コストの低減も図ることができる。
【０１６９】
さらに、第３実施形態に係る太陽電池の欠陥検査装置１００によれば、得られたモニタ画像における明るさ（輝度）が第１所定値（例えば、１００）よりも小さい部分の面積を、欠陥部分の面積として算出し、Ｓ２４２において、この欠陥部分の面積が、第１閾値よりも大きいと判断した場合には、この太陽電池１１０を不良品であると、コンピューター１０８が一義的に判定するようにした。このため、不良品であるのか、良品であるのかの峻別を、容易化することができる。
【０１７０】
また、Ｓ２４２において、一義的には不良品であると判定された太陽電池１１０であっても、モニタ画像における明るさ（輝度）が、第１所定値（例えば、１００）よりも小さい第２所定値（例えば、８０）から、第１所定値（例えば、１００）の間にある臨界部の面積を算出し、Ｓ２５０において、この臨界部の面積が、第１閾値よりも小さい第２閾値よりも大きいと判断した場合には、一義的には不良品と判定した太陽電池を、準良品と判定することとした。このため、準良品と判定された太陽電池１１０を、あまり高い性能が要求されない太陽電池１１０として利用することが可能になる。また、準良品と判定された理由が太陽電池１１０の表面の汚れにある場合には、ユーザがその汚れを除去することにより、準良品と判定された太陽電池１１０を良品として利用することが可能になる。
【０１７１】
〔第４実施形態〕
本発明の第４実施形態について説明する。なお、上述の実施形態と同様の内容についての説明は省略する。
【０１７２】
上述した第３実施形態においては、励起発光していない状態の太陽電池セル１１０ａの第１画像に関する第１画像データと、励起発光している状態の太陽電池セル１１０ａの第２画像に関する第２画像データとの差分をとった差分画像を処理画像として用いて、Ｓ３２０〜Ｓ３２８のソフトウェアによる画像処理を行うこととしたが、第４実施形態では、差分画像を用いずに、励起発光している状態の太陽電池セル１１０ａの画像をそのまま処理画像として用いて、Ｓ３２０以降の処理を行うようにしてもよい。
【０１７３】
第４実施形態に係る撮像装置１０４の構成は、第２および第３実施形態と同様である（図９を参照）。
【０１７４】
第４実施形態に係る太陽電池の欠陥検査処理について説明する。図２３は、第４実施形態に係る太陽電池の欠陥検査処理の一部の手順を示すフローチャートである。図２３は、上述した第２実施形態の図１０に対応する図である。
【０１７５】
図２３に示すように、最初に、第２実施形態と同様の処理（Ｓ２００〜Ｓ２０４）が実行される。
【０１７６】
Ｓ２０４でユーザが撮像装置の位置決めを終えた後、太陽電池の欠陥検査装置１００のコンピューター１０８は、太陽電池１１０に電圧を印加する（Ｓ２０８）。具体的には、コンピューター１０８からの供給指示が電源装置１０２に入力され、この供給指示に基づいて、電源装置１０２から、検査対象の太陽電池１１０に順方向の電圧が印加される。それにより、検査対象の太陽電池１１０の順方向に電流が流れて、太陽電池セル１１０ａが励起発光する。
【０１７７】
次に、太陽電池の欠陥検査装置１００のコンピューター１０８は、ユーザに対して、撮像装置１０４により、励起発光をしている状態の太陽電池セル１１０ａの画像を撮像するように指示をする（Ｓ２１０）。この指示は、例えば、コンピューター１０８の表示画面１４８に表示される。ユーザは、この指示に基づいて、撮像装置１０４を操作して、励起発光している状態の太陽電池セル１１０ａの画像を撮像する。この撮像した画像に関する画像データは、記憶装置１０６に格納される。この撮像装置１０４による撮像が完了した場合、ユーザは、コンピューター１０８のユーザインターフェース１５０から、完了確認をコンピューター１０８に入力する。この完了確認が入力された場合には、太陽電池の欠陥検査装置１００のコンピューター１０８は、電源装置１０２に停止指示を出力し、太陽電池１１０への電源の供給を停止する。
【０１７８】
次に、太陽電池の欠陥検査装置１００のコンピューター１０８は、記憶装置１０６にアクセスし、Ｓ２１０で撮像した励起発光している状態の太陽電池セル１１０ａの画像に関する画像データを取得し、その画像を処理画像として、コンピューター１０８の表示画面１４８に表示する（Ｓ２１２）。また、第４実施形態においては、この処理画像に基づいて、上述した第３実施形態の図１５のＳ３２０以降の処理を行う。
【０１７９】
以上のように、第４実施形態に係る太陽電池の欠陥検査装置１００によれば、Ｓ２１０で撮像した励起発光している状態の太陽電池セル１１０ａの画像を、そのまま処理画像として用いて、Ｓ３２０以降の処理を行うこととしたので、処理画像を取得する際におけるユーザの撮像回数を１回にすることができる。このため、処理画像を取得する際のユーザの作業を軽減することができ、また、作業に要する時間の短縮を図ることができる。
【０１８０】
また、上述した第３および第４実施形態における欠陥検査処理のＳ３２２におけるパワースペクトルＰＳを用いた処理は、処理画像を周波数領域のデータとして表現した周波数領域データから、周期性のある周波数成分を低減するための処理の一例であり、これとは別の他の処理を用いて、周期性のある周波数成分を低減するようにしてもよい。
【０１８１】
また、第３および第４実施形態のＳ３２４における、ガウシアンフィルタと微分フィルタとを用いた処理や、ガウス導関数フィルタを用いた処理は、省略することも可能である。すなわち、上述した図１５に対応する図２４に示すように、Ｓ３２２で周波数領域データの画像から周期性のある周波数成分を低減するだけで、Ｓ３２６のフーリエ逆変換を実行するようにしてもよい。これは、例えば、得られた処理画像にノイズ成分が少なく、Ｓ３２４におけるノイズを低減して連続する暗部を強調するための処理が不要となるような場合に有効である。
【０１８２】
〔第５実施形態〕
本発明の第５実施形態について説明する。なお、上述の実施形態と同様の内容についての説明は省略する。
【０１８３】
第５実施形態に係る撮像装置１０４の構成は、第２〜第４実施形態と同様である（図９を参照）。
【０１８４】
第５実施形態に係る太陽電池の欠陥検査処理について説明する。図２５は、第５実施形態に係る太陽電池の欠陥検査処理の一部の手順を示すフローチャートである。図２５は、上述した第４実施形態の図２４に対応するフローチャートである。図２６は、図１０のＳ２１０で撮像した励起発光している状態の太陽電池セル１１０ａの画像である。図２７〜図３０は、図２５のＳ３２０，Ｓ５２１〜Ｓ５２３により得られる周波数領域データの画像である。図３１および図３２は、図２５のＳ５２５、Ｓ５２６により得られる第１フィルタＦ１および第２フィルタＦ２の概略図である。図３３は、図２５のＳ５２７を説明するための概略図である。図３４は、図２５のＳ５２７により得られる周波数領域データの画像である。図３５は、図２５のＳ３２６により得られる太陽電池セル１１０ａの画像である。
【０１８５】
第５実施形態に係る欠陥検査処理は、図１０、図２５、図１２の順に実行される。これら図１０、図２５、図１２の欠陥検査処理は、ＲＯＭ１４４または補助記憶装置１４６に格納されている欠陥検査処理プログラムをコンピューター１０８のＣＰＵ１４０が読み込んで実行することにより、実現される処理である。また、この欠陥検査処理は、ユーザがユーザインターフェース１５０を操作して、コンピューター１０８に起動指示を入力することにより、実現される処理である。
【０１８６】
図１０に示すように、この欠陥検査処理が開始すると、第２実施形態と同様の処理（Ｓ２００〜Ｓ２１４）が実行される。これにより、図２６の励起発光している状態の太陽電池セル１１０ａの画像が得られる。図２６の太陽電池セル１１０ａの画像には、太陽電池セル１１０ａの表面にＸ方向に一定間隔で配置された部材であるＹ方向に伸びるフィンガー電極が映り込んでいる。このフィンガー電極が映り込むことにより、クラックの検出が困難になる。以下、図２６の太陽電池セル１１０ａの画像に映りこんだフィンガー電極を除去するための処理について説明する。
【０１８７】
図１０のＳ２１４が終了すると、図２５のフーリエ変換（Ｓ３２０）が実行される。フーリエ変換（Ｓ３２０）は、第３実施形態（図１５のフーリエ変換（Ｓ３２０））と同様である。これにより、ＥＬ画像が周波数領域へ展開された図２７の周波数領域データの画像が得られる。図２７では、画像の中心Ｏに対して対称な輝点Ａ１および輝点Ａ２が現れる。この輝点Ａ１，Ａ２がフィンガー電極に対応する成分である。フィンガー電極に対応する成分である輝点Ａ１，Ａ２が図２７の中心Ｏに対して対称になるのは、フィンガー電極が図２６のＸ方向に一定間隔で配置されているためである。中心Ｏから輝点Ａ１，Ａ２までの距離は、空間周波数によって決まる。なお、バスバー電極は図２６のＹ方向に一定間隔で配置されているが、バスバー電極の輝点は、図２７の中心Ｏに対して対称にならない。また、本実施形態では、バスバー電極は、１つの太陽電池セル１１０ａに３本しか配置されていないため、周期性はない。
【０１８８】
このように、フィンガー電極の成分は、図２７の中心Ｏに対して対称に現れるため、線ＹＹに対して左半分の画像または右半分の画像の一方から抽出可能である。そこで、太陽電池の欠陥検査装置１００のコンピューター１０８は、図２７の画像の線ＹＹに対して左半分の画像を抽出する（Ｓ５２１）。これにより、図２８の画像が得られる。なお、太陽電池の欠陥検査装置１００のコンピューター１０８は、Ｓ３２０で得られた図２７の画像の線ＹＹに対して右半分の画像を抽出してもよい。
【０１８９】
次に、太陽電池の欠陥検査装置１００のコンピューター１０８は、Ｓ５２１により得られた図２８の画像の輝点の成分を線ＹＹと平行な方向へ平均化する（Ｓ５２２）。これにより、図２９の画像が得られる。図２９では、図２８の画像において線ＹＹと平行な方向の輝点の数に比例する長さを有し、線ＹＹと平行な線分が現れる。
【０１９０】
次に、太陽電池の欠陥検査装置１００のコンピューター１０８は、Ｓ５２２において平均化した画像を２値化する（Ｓ５２３）。これにより、図３０の画像が得られる。図３０では、少なくとも、図２８の輝点Ａ１の成分に対応する線分Ａ１´が残る。
【０１９１】
次に、太陽電池の欠陥検査装置１００のコンピューター１０８は、図３０の画像の中で、周期性のある成分が集中している領域の位置を抽出する。具体的には、コンピューター１０８は、Ｓ５２３により得られた図３０の画像を線ＸＸと平行に走査し、図３０の画像において最も長い線分Ａ１´（すなわち、輝点Ａ１の成分）の位置Ｘ´を取得する（Ｓ５２４）。ただし、周期性のあるフィンガー電極は中心から空間周波数で決まる距離だけ離れた位置に現れるので、中心Ｏを通る線ＹＹに沿った線分の位置を取得対象から除くために、コンピューター１０８は、中心Ｏから所定の距離だけ離れた領域（線ＸＰを含む領域）に着目し、中心Ｏから所定の距離以内の領域（ＯＰを含む領域）は無視する。これにより、図２７の画像の中で、周期性のある成分が集中している領域の位置（すなわち、フィンガー電極に対応する輝点Ａ１の位置）が抽出される。
【０１９２】
次に、太陽電池の欠陥検査装置１００のコンピューター１０８は、Ｓ５２４において取得した位置Ｘ´を中心として所定のオフセット幅αを持つ第１フィルタＦ１を生成する（Ｓ５２５）。これにより、図３１の第１フィルタＦ１が得られる。オフセット幅αは、固定の値でもよいし、ユーザインターフェース１５０を介してユーザにより与えられる任意の値でもよい。第１フィルタＦ１は、必ずしも一定の幅を有するものに限られるものではなく、任意の形状（例えば、位置Ｘ´を中心として所定の半径を有する円）の第１フィルタＦ１が生成可能である。
【０１９３】
次に、太陽電池の欠陥検査装置１００のコンピューター１０８は、Ｓ５２５で生成した図３１の第１フィルタＦ１について中心Ｏに対して対称な第２フィルタＦ２を生成する（Ｓ５２６）。これにより、図３２の第２フィルタＦ２が得られる。
【０１９４】
次いで、太陽電池の欠陥検査装置１００のコンピューター１０８は、Ｓ３２０により得られる図２７の画像に第１フィルタＦ１および第２フィルタＦ２を重ねる。これにより、図３３の画像が得られる。図３３の画像と第１フィルタＦ１および第２フィルタＦ２とが重なった部分（すなわち、位置Ｘ´を中心としてオフセット幅αを持つ領域）の成分が除去される（Ｓ５２７）。これにより、図３４の画像が得られる。
【０１９５】
Ｓ５２７が終了すると、図３４の画像に対して図２５のＳ３２６およびＳ３２８が実行される。Ｓ３２６およびＳ３２８は、第３実施形態（図１５のＳ３２６およびＳ３２８）と同様である。Ｓ３２６により、図３５の画像が得られる。図３５の画像では、フィンガー電極が除去されている。
【０１９６】
従来、周波数領域データの画像からフィンガー電極の成分を除去するためにバンドパスフィルタが使用されていた。しかしながら、バンドパスフィルタでは、一定の周波数帯の成分を全て除去するため、除去不要な周波数成分まで除去される。その結果、太陽電池セル１１０ａの画像が乱れてしまう。
【０１９７】
これに対して、第５実施形態に係る太陽電池の欠陥検査装置１００によれば、周波数領域データの画像から、周期性のある成分の位置を中心としてオフセット幅αを持つ領域を除去する第１フィルタＦ１および第２フィルタＦ２が生成されるので、フィルタリング処理において除去される領域がバンドパスフィルタに比べて小さくなる。その結果、周期性のない成分が除去される割合を最小限に留めることができる。図３５の太陽電池セル１１０ａの画像では、フィンガー電極が完全に除去され、他の部分はほとんど除去されていないので、図２６の太陽電池セル１１０ａの画像に比べて、鮮明な太陽電池セル１１０ａの画像が得られ、クラック等の不良箇所の検出が容易になる。
【０１９８】
また、第５実施形態によれば、Ｓ５２４において、周期性のある成分が集中している領域の位置が抽出される。したがって、太陽電池１１０の種類に応じてフィンガー電極の位置が異なる場合であっても、第５実施形態は適用可能である。
【０１９９】
また、第５実施形態によれば、Ｓ５２１において左半分の画像が抽出され、抽出した画像に基づいて第１フィルタＦ１が生成された後、第１フィルタＦ１から第２フィルタＦ２が生成されるので、フィルタを生成するためのコンピューター１０８の処理量を低減することができる。
【０２００】
なお、第５実施形態では、図２５の処理が図１０の処理に続いて実行される例について説明したが、図２５の処理は、図２３の処理に続いて実行されてもよい。
【０２０１】
なお、本発明は上述した第１〜第５実施形態に限定されず種々に変形可能である。例えば、表示画面１４８に表示したモニタ画像において、臨界部と判断された部分を、赤や黄色などの異なる色で強調表示するようにしてもよい。このように、臨界部分を赤や黄色などの色を付加して表示することにより、欠陥部分のうち、どの程度の面積が、臨界部分であるのかを、ユーザが容易に判断することができるようになる。
【０２０２】
また、上述した第２〜第５実施形態では、Ｓ２５２において不良品であると判定した太陽電池１１０の中から、臨界部の面積に応じて、準良品を峻別するようにしたが、この準良品を峻別するための処理は、省くことも可能である。すなわち、Ｓ２４８〜Ｓ２５２を省いて、Ｓ２４２で暗部の面積が第１閾値より大きいと判断した場合には、Ｓ２５４で不良品と判定し、その判定結果を記憶装置１０６に格納するようにしてもよい。
【０２０３】
上述した本実施形態によれば、遮光された暗室を備えることなく、通常の明るさの環境の中で太陽電池１１０の発光光で太陽電池１１０の欠陥を検査することができる。その結果、太陽電池の欠陥検査装置１００の全体が大型化することを防止することができる。
【０２０４】
なお、上述した本実施形態では、コンピューター１０８がソフトウェアにより画像処理手段を実現する例について説明したが、画像処理手段は、コンピューター１０８の内部に設けられた画像処理用の半導体集積回路、コンピューター１０８の外部に設けられた画像処理用のプロセッサによるソフトウェア、またはコンピューター１０８の外部に設けられた画像処理用の集積回路の少なくとも１つにより実現されてもよい。
【０２０５】
本発明の実施形態に係る欠陥検査装置１００の少なくとも一部は、ハードウェアで構成しても良いし、ソフトウェアで構成しても良い。ソフトウェアで構成する場合には、欠陥検査装置１００の少なくとも一部の機能を実現するプログラムをフレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に収納し、コンピューターに読み込ませて実行させても良い。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でも良い。
【０２０６】
また、本発明の実施形態に係る欠陥検査装置１００の少なくとも一部の機能を実現するプログラムを、インターネット等の通信回線（無線通信も含む）を介して頒布しても良い。さらに、同プログラムを暗号化したり、変調をかけたり、圧縮した状態で、インターネット等の有線回線や無線回線を介して、あるいは記録媒体に収納して頒布しても良い。
【０２０７】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化される。また、上述した実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明が形成可能である。例えば、上述した実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図１】
2011016420.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
2011016420.tif 000029
【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
2011016420.tif 000032
【図３３】
2011016420.tif 000033
【図３４】
2011016420.tif 000034
【図８】
2011016420.tif 000035
【図２６】
2011016420.tif 000036
【図３５】
2011016420.tif 000037
【手続補正書】
【提出日】平成23年6月3日(2011.6.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（削除）
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
（削除）
【請求項４】
（削除）
【請求項５】
（削除）
【請求項６】
（削除）
【請求項７】
（削除）
【請求項８】
（削除）
【請求項９】
検査対象の太陽電池を励起発光させるべく、前記検査対象の太陽電池に順方向の電圧を印加する電源手段と、
前記検査対象の太陽電池の画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段によって撮像された画像を処理する画像処理手段と、
前記画像処理手段によって処理された画像を出力する出力手段と、を備え、
前記画像処理手段は、励起発光していない状態の太陽電池の第１画像と励起発光している状態の太陽電池の第２画像との差分をとることにより差分画像を生成し、生成した差分画像を処理することにより、励起発光しない欠陥部分を強調したモニタ画像を生成することを特徴とする太陽電池の欠陥検査装置。
【請求項１０】
前記画像処理手段は、
前記差分画像のノイズを除去するノイズ除去手段と、
前記差分画像のコントラストを強調するコントラスト強調手段と、を備える、ことを特徴とする請求項９に記載の太陽電池の欠陥検査装置。
【請求項１１】
前記画像処理手段は、前記モニタ画像における輝度が第１所定値よりも小さい部分の面積を前記欠陥部分の面積として算出し、前記欠陥部分の面積が第１閾値よりも大きい場合に、前記検査対象の太陽電池を不良品であると判定する、ことを特徴とする請求項９または１０に記載の太陽電池の欠陥検査装置。
【請求項１２】
前記画像処理手段は、前記検査対象の太陽電池が不良品と判定された場合に、前記モニタ画像における輝度が前記第１所定値よりも小さい第２所定値と前記第１所定値との間にある臨界部の面積を算出し、前記臨界部の面積が前記第１閾値よりも小さい第２閾値よりも大きい場合に、前記不良品と判定した太陽電池を準良品と判定する、ことを特徴とする請求項１１に記載の太陽電池の欠陥検査装置。
【請求項１３】
前記画像処理手段の判定結果を格納する記憶手段をさらに備える、ことを特徴とする請求項１１または１２に記載の太陽電池の欠陥検査装置。
【請求項１４】
前記出力手段は、前記欠陥部と前記臨界部とをそれぞれ異なる色で出力する、請求項１２に記載の太陽電池の欠陥検査装置。
【請求項１５】
励起発光していない状態の太陽電池の第１画像を取得する段階と、
前記検査対象の太陽電池に順方向の電圧を印加することにより、励起発光している状態の太陽電池の第２画像を取得する段階と、
前記第１画像と前記第２画像との差分をとることにより差分画像を生成する段階と、
前記生成した差分画像を処理することにより、励起発光しない欠陥部分を強調したモニタ画像を生成する段階と、を備えることを特徴とする太陽電池の欠陥検査方法。
【請求項１６】
励起発光していない状態の太陽電池の第１画像を取得する段階と、
前記検査対象の太陽電池に順方向の電圧を印加することにより、励起発光している状態の太陽電池の第２画像を取得する段階と、
前記第１画像と前記第２画像との差分をとることにより差分画像を生成する段階と、
前記生成した差分画像を処理することにより、励起発光しない欠陥部分を強調したモニタ画像を生成する段階と、をコンピューターに実行させるためのプログラム。
【請求項１７】
検査対象の太陽電池を励起発光させるべく、前記検査対象の太陽電池に順方向の電圧を印加する電源手段と、
前記検査対象の太陽電池の画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段によって撮像された画像を処理する画像処理手段と、
前記画像処理手段によって処理された画像を出力する出力手段と、を備え、
前記画像処理手段は、
励起発光している状態の太陽電池の画像にフーリエ変換処理を施すことにより、前記太陽電池の画像を周波数領域のデータとして表現した第１周波数領域データに変換するフーリエ変換手段と、
前記第１周波数領域データに所定のフィルタリング処理を施すことにより、前記第１周波数領域データにおける周期性のある周波数成分が低減された第２周波数領域データを生成するフィルタリング手段と、
前記第２周波数領域データにフーリエ逆変換処理を施すことにより、前記モニタ画像を生成するフーリエ逆変換手段と、を備えることを特徴とする太陽電池の欠陥検査装置。
【請求項１８】
前記画像処理手段は、前記第２周波数領域データのノイズを低減し、連続する暗部を強調することにより、第３周波数領域データを生成する強調手段をさらに備え、
前記フーリエ逆変換手段は、前記第３周波数領域データにフーリエ逆変換処理を施すことにより、前記モニタ画像を生成する、ことを特徴とする請求項１７に記載の太陽電池の欠陥検査装置。
【請求項１９】
前記画像処理手段は、前記モニタ画像における輝度が第１所定値よりも小さい部分の面積を前記欠陥部分の面積として算出し、前記欠陥部分の面積が第１閾値よりも大きい場合に、前記検査対象の太陽電池を不良品であると判定する、ことを特徴とする請求項１７または１８に記載の太陽電池の欠陥検査装置。
【請求項２０】
前記画像処理手段は、前記検査対象の太陽電池が不良品と判定された場合に、前記モニタ画像における輝度が前記第１所定値よりも小さい第２所定値と前記第１所定値との間にある臨界部の面積を算出し、前記臨界部の面積が前記第１閾値よりも小さい第２閾値よりも大きい場合に、前記不良品と判定した太陽電池を準良品と判定する、ことを特徴とする請求項１９に記載の太陽電池の欠陥検査装置。
【請求項２１】
前記画像処理手段の判定結果を格納する記憶手段をさらに備える、ことを特徴とする請求項１９または２０に記載の太陽電池の欠陥検査装置。
【請求項２２】
前記出力手段は、前記欠陥部と前記臨界部とをそれぞれ異なる色で出力する、ことを特徴とする請求項２０に記載の太陽電池の欠陥検査装置。
【請求項２３】
前記画像処理手段は、
励起発光していない状態の太陽電池の第１画像と励起発光している状態の太陽電池の第２画像との差分をとることにより差分画像を生成する差分画像生成手段をさらに備え、
前記フーリエ変換手段は、前記差分画像にフーリエ変換処理を施すことにより、前記差分画像を前記第１周波数領域データに変換する、ことを特徴とする請求項１７乃至２２に記載の太陽電池の欠陥検査装置。
【請求項２４】
前記画像処理手段は、
励起発光している状態の太陽電池の画像にフーリエ変換処理を施すことにより、前記太陽電池の画像を周波数領域のデータとして表現した第１周波数領域データの画像に変換する変換手段と、
前記第１周波数領域データの画像の中で、周期性のある成分が集中している領域の位置を抽出する抽出手段と、
前記抽出された位置を中心として所定のオフセット幅を持つ領域内の成分を除去可能なフィルタを生成するフィルタ生成手段と、
前記第１周波数領域データに前記フィルタをかけることにより、前記第２周波数領域データを生成する周波数領域データ生成手段と、を備える、ことを特徴とする請求項１７乃至２２のいずれか１項に記載の太陽電池の欠陥検査装置。
【請求項２５】
前記変換手段は、前記差分画像にフーリエ変換処理を施すことにより、前記差分画像を前記第１周波数領域データに変換する、ことを特徴とする請求項２４に記載の太陽電池の欠陥検査装置。
【請求項２６】
前記周波数変換手段により変換された前記第１周波数領域データは、所定の対称軸に対して線対称なデータであり、
前記抽出手段は、前記第１周波数領域データから、前記対称軸に対して片側の画像の中で、周期性のある成分が集中している領域の位置を抽出する、ことを特徴とする請求項２４または２５に記載の太陽電池の欠陥検査装置。
【請求項２７】
前記周期性のある成分は、前記太陽電池に一定間隔で配置されたフィンガー電極に対応する、ことを特徴とする請求項２４乃至２６の何れか１項に記載の太陽電池の欠陥検査装置。
【請求項２８】
励起発光している状態の太陽電池の画像にフーリエ変換処理を施すことにより、前記太陽電池の画像を周波数領域のデータとして表現した第１周波数領域データに変換する段階と、
前記第１周波数領域データに所定のフィルタリング処理を施すことにより、前記第１周波数領域データにおける周期性のある周波数成分が低減された第２周波数領域データを生成する段階と、
前記第２周波数領域データにフーリエ逆変換処理を施すことにより、前記モニタ画像を生成する段階と、を備えることを特徴とする太陽電池の欠陥検査方法。
【請求項２９】
励起発光している状態の太陽電池の画像にフーリエ変換処理を施すことにより、前記太陽電池の画像を周波数領域のデータとして表現した第１周波数領域データに変換する段階と、
前記第１周波数領域データに所定のフィルタリング処理を施すことにより、前記第１周波数領域データにおける周期性のある周波数成分が低減された第２周波数領域データを生成する段階と、
前記第２周波数領域データにフーリエ逆変換処理を施すことにより、前記モニタ画像を生成する段階と、をコンピューターに実行させるためのプログラム。
【国際調査報告】
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